日本和美國的國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)開發(fā)了由激光制成的大規(guī)模量子處理器的原型

來自澳大利亞，日本和美國的國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)開發(fā)了由激光制成的大規(guī)模量子處理器的原型。

該處理器基于十多年的設(shè)計(jì)，具有內(nèi)置的可擴(kuò)展性，可將光制造的量子組件的數(shù)量擴(kuò)展到極限數(shù)量。該研究今天發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

量子計(jì)算機(jī)有望為解決難題提供快速解決方案，但是為此，它們需要大量的量子組件，并且必須相對(duì)無差錯(cuò)。當(dāng)前的量子處理器仍然很小并且容易出錯(cuò)。這種新設(shè)計(jì)提供了一種使用光的替代解決方案，可以達(dá)到在重要問題上最終勝過傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)所需的規(guī)模。

RMIT大學(xué)量子計(jì)算與通信技術(shù)中心(CQC2T)首席研究員Nicolas Menicucci博士說：“盡管當(dāng)今的量子處理器給人留下了深刻的印象，但尚不清楚當(dāng)前的設(shè)計(jì)是否可以放大到超大尺寸。”在澳大利亞墨爾本。

“我們的方法從一開始就內(nèi)置了極高的可伸縮性，因?yàn)楸环Q為集群狀態(tài)的處理器是無光的。”

光學(xué)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)-鏡子，分束器和光纖-將激光編織到光學(xué)量子處理器中。信用：CQC2T

使用光作為量子處理器

簇狀態(tài)是糾纏的量子分量的大集合，當(dāng)以特定方式測(cè)量時(shí)，它們會(huì)執(zhí)行量子計(jì)算。

“要對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的問題有用，簇狀態(tài)必須既足夠大又具有正確的糾纏結(jié)構(gòu)。自從提出以來的二十年中，以前關(guān)于簇狀態(tài)的所有論證都在這一項(xiàng)或兩項(xiàng)上都失敗了， ” Menicucci博士說。“我們是有史以來第一次在兩者上都取得成功。”

為了形成團(tuán)簇狀態(tài)，經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的晶體將普通激光轉(zhuǎn)換為一種稱為壓縮光的量子光，然后通過反射鏡，分束器和光纖網(wǎng)絡(luò)將其編織成團(tuán)簇狀態(tài)。

該團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)允許進(jìn)行相對(duì)較小的實(shí)驗(yàn)，以生成具有內(nèi)置可伸縮性的巨大二維集群狀態(tài)。盡管目前的壓縮水平(衡量質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn))太低，無法解決實(shí)際問題，但該設(shè)計(jì)與解決方案兼容達(dá)到最先進(jìn)的擠壓水平。

該團(tuán)隊(duì)表示，他們的成就為光量子計(jì)算開辟了新的可能性。

“在這項(xiàng)工作中，我們首次在任何系統(tǒng)中都建立了大規(guī)模的簇狀態(tài)，其結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)通用量子計(jì)算。” 堪培拉大學(xué)新南威爾士大學(xué)CQC2T首席研究員米秀英弘博士說。“我們的實(shí)驗(yàn)表明，這種設(shè)計(jì)是可行且可擴(kuò)展的。”