JAV mokslininkai pasiekė naują proveržį: akiratyje – praktinis kvantinis kompiuteris

JAV mokslininkai žengė milžinišką žingsnį į priekį kvantinės kompiuterijos srityje, sukurdami novatorišką jungiamąjį įrenginį, kuris atveria kelią mastelio keitimui ir visų tarpusavio komunikacijų tarp superlaidžiųjų kvantinių procesorių užtikrinimui. Dėl šio proveržio bus lengviau tobulinamas praktinis kvantinis kompiuteris.

Sumažina klaidų dažnį

Masačusetso technologijų institutas (MIT) kovo 21 dieną pranešė, kad MIT mokslininkų sukurta kvantinės komputerijos technologija leidžia kiekvienam procesoriui kvantiniame tinkle tiesiogiai komunikuoti.

Šis pasiekimas žymiai sumažina klaidų dažnį, kuris dažniau pasireiškia tradiciniuose nustatymuose, nes jie priklauso nuo taško-taške jungčių, kuriose kvantiniai duomenys keliauja sekos tvarka per įvairius tinklo mazgus.

Kaip tai veikia?

MIT tyrėjų sukurta kvantinių kompiuterių technologija naudoja superlaidų laidą arba bangos gidą mikrobangų fotonams – kvantinės informacijos nešėjams – perduoti tarp procesorių.

Savo eksperimente jie sėkmingai sujungė du kvantinius modulius. Šiuose moduliuose buvo po keturis kubitus, į kuriuos buvo integruota didesnė kvantinė sistema. 

Siųsdami fotonus pirmyn ir atgal, tyrėjai pademonstravo nuotolinį susipynimą. Tai yra procesas, kai du kvantiniai procesoriai dalijasi koreliuota kvantine būsena, nors nėra fiziškai sujungti.

Komanda toliau tobulino sistemą naudodama stiprinimo mokymosi algoritmą. Šis algoritmas padidino fotonų sugėrimo efektyvumą iki daugiau kaip 60 proc. 

Be to, jis leidžia patikimai generuoti nuotolinį susipynimą ir kurti paskirstytus kvantinius kompiuterius. 

Tokia novatoriška architektūra ne tik sustiprina kvantinių procesorių susipynimą, bet ir atveria galimybes kurti didelio masto kompiuterius iš mažesnių modulių, leidžiančių lygiagrečias operacijas tarp tolimų kubitų. Toks kompiuteris padidintų kvantinės kompiuterijos taikymo galimybes praktine prasme.

Nuotolinis susipynimas yra esminis žingsnis kuriant didelio masto kvantinius procesorius. Net ir po fotono išnykimo, nuotolinis susipynimas užtikrina koreliaciją tarp tolimų kubitų. 

Išvados

MIT tyrimas parodė, kad net fotonai susiduria su kliūtimis, tokiomis kaip jungtys ir laidų sujungimai, kurios gali iškreipti jų signalus ir sumažinti sugėrimo efektyvumą gavimo modulyje. 

Tačiau tinkamai suformuoti pulsai gali įveikti šias kliūtis ir užtikrinti efektyvią komunikaciją tarp modulių.

Tuo tarpu Europos Sąjungos remiama Europos kvantinės komunikacijos infrastruktūra (EuroQCI) žengia svarbius žingsnius siekdama plėtoti Europos kvantines galimybes, įskaitant kvantinių sistemų integravimą į esamas komunikacijų infrastruktūras.