Międzynarodowy zespół naukowców z Australii, Japonii i Stanów Zjednoczonych stworzył prototyp wielkoskalowego procesora kwantowego wykonanego w całości ze światła laserowego.
Koncepcja takiego procesora została opracowana nieco ponad dziesięć lat temu, procesor ten ma skalowalną architekturę, która pozwala zwiększyć liczbę kwantowych węzłów obliczeniowych, składających się z światła, prawie do nieskończoności.
Nowoczesne procesory kwantowe to duże, złożone i drogie urządzenia, których architektura jest trudna do rozbudowy”- piszą naukowcy.
Podejście, które wybraliśmy, początkowo koncentruje się na skalowaniu, ponieważ procesor, zwany stanem grupowym, jest wykonany w całości ze światła.
Stan klastra to duża liczba splątanych komponentów kwantowych, które umożliwiają wykonywanie obliczeń kwantowych, przesyłanie informacji i wykonywanie wszystkich niezbędnych podstawowych funkcji.
Film promocyjny:
„Aby stan grupowy mógł być używany w świecie rzeczywistym, musi być zarówno duży, jak i mieć poprawną strukturę splątania elementów. W ciągu dekady badań w tym kierunku nie udało się zrealizować ani jednego utworzonego stanu grupowego, który zawiódł w jednym z dwóch lub w obu przypadkach”- piszą naukowcy:„ Nasze wdrożenie było pierwszym, które odniosło sukces pod każdym względem”.
Aby stworzyć stan grupowy, naukowcy wykorzystali specjalne kryształy, które przekształcają zwykłe światło lasera w specjalną formę kwantową zwaną światłem ściśniętym. To skompresowane światło, przepuszczane przez złożony system zwierciadeł, rozgałęźników optycznych, światłowodów i innych elementów optycznych, umożliwia uzyskanie dwuwymiarowego stanu grupowego w przestrzeni roboczej o wymiarach 5 na 1240 węzłów. Każdy węzeł jest oddzielnym komponentem kwantowym (kubitem) zdolnym do przetwarzania informacji kwantowych niezależnie lub wspólnie z innymi.
I choć stopień kompresji tego stanu, który decyduje o jego jakości, jest wciąż niewielki dla rozwiązania praktycznych problemów obliczeniowych, wszystko wskazuje na to, że wybrane przez naukowców zasady są wykonalne iw najbliższej przyszłości będą w stanie uzyskać wymagany stopień kompresji stanu grupowego.
„W naszej pracy stworzyliśmy stan grupowy na dużą skalę, którego struktura już pozwala nam wykonywać obliczenia kwantowe” - piszą naukowcy. skalowalne do dowolnego poziomu złożoności”.