Uusi rakennepalikka kvanttilaskentaan

Oak Ridge National Laboratoryn (ORNL) tutkijat ovat osoittaneet uuden tason kvantti-informaatioon koodattujen fotonien hallintaan.

ORNL:n Quantum Information Science -ryhmän tutkijat suorittivat erillisiä, itsenäisiä toimintoja samanaikaisesti kahdella kubitilla, jotka on koodattu eri taajuuksien fotoneihin, joka on keskeinen valmius lineaarisessa optisessa kvantti-laskennassa.

Kvanttilaskennan tieteilijät, jotka työskentelevät taajuuskoodattujen kubittien parissa, ovat pystyneet suorittamaan yhden operaation kahdella kubitilla rinnakkain, mutta se on varsin vähän kvantti-laskennalle.

"Jotta voisi realisoida universaalin kvanttitietojärjestelmän, täytyy pystyä suorittamaan eri operaatioita samanaikaisesti eri kubittien kanssa ja juuri sen me olemme tehneet", toteaa tutkija Pavel Lougovski.

Lougovskin mukaan tiimin kokeellinen järjestelmä - kaksi lomitettua fotonia, jotka sisältyvät yhteen optiseen kuituun on "pienin kvanttikone, jonka voit kuvitella. Tämä tutkimus on ensimmäinen osoitus taajuusperusteisesta lähestymistavasta universaalille kvanttilaskennalle."

Monet tieteilijät tutkijat kvantti-informaation käsittelystä fotonien avulla ja jopa taajuuksien avulla mutta kukaan ei ollut ajatellut lähettää useita fotoneja saman kuitusäikeen läpi samassa tilassa ja operoida niiden avulla eri tavalla, kommentoivat tutkijat työtään muihin tutkimuksiin verrattuna."

Tutkijaryhmän kvanttitaajuusprosessori salli heidän manipuloida fotonien taajuutta päästäkseen superposition tilaan, joka mahdollistaa kvanttitoiminnan ja laskennan.

Heidän prosessorinsa avulla tutkijat osoittivat 97 prosenttista lukemaa siitä kuinka samanlaisia kaksi fotonia ovat. Heidän tuloksensa osoittivat, että fotonien kvanttitilat olivat lähes identtiset.

Tämä työ on ensimmäinen kerta, kun tiimimme prosessi on palauttanut todellisen kvanttituotoksen, hehkuttavat tutkijat.

Tutkijoiden kokeellinen rakenne tuottaa vakauden ja hallinnan. Jos fotoneita ajetaan erilaisia laitepolkuja pitkin, ne kokevat erilaisia vaihemuutoksia ja se johtaa epävakauteen. Kun ne ajetaan saman laitteen läpi, tässä tapauksessa samassa kuidussa, käytettävissä on parempi hallinta.

Vakaus ja hallinta mahdollistavat kvanttioperaatiot, jotka säilyttävät informaatiota, vähentävät informaation käsittelyaikaa ja parantavat energiatehokkuutta.

Tutkijat vertaavat käynnissä olevia hankkeitaan, joka alkoi vuonna 2016, rakennuspalikoiksi, jotka toisiinsa linkitettyinä tekee suuren mittakaavan kvanttilaskennan mahdolliseksi.

Kun kvantti-tietokoneiden rakennuspalikat ovat kaikki kohdallaan, tutkijat uskovat voivansa aloittaa kvantti-laitteiden yhdistämisen kvantti-internetyhteyden luomiseksi.

Aiheesta aiemmin:

Tuleeko kvanttitietokoneesta todellisuutta?

Kvanttitietokoneiden kohinaa vähentäen

Kvanttitietokoneet töihin