Noua tehnică permite înțelegerea la distanță
De ce contează: Calculatoarele cuantice promit să abordeze problemele care împiedică chiar și cei mai avansați supercomputere. A ajunge acolo este o poveste diferită. Unul dintre cele mai mari obstacole este conectarea eficientă a mai multor procesoare cuantice, astfel încât să poată împărtăși informații fără erori. Un nou dispozitiv de interconectare de către cercetătorii MIT ar putea rezolva această problemă.
Sistemele actuale de calcul cuantice se bazează pe conexiuni „punct-la-punct” clunky, unde datele sunt transferate într-un lanț și trebuie să sară între noduri. Din păcate, fiecare hop crește și probabilitatea erorilor.
Pentru a rezolva această problemă, cercetătorii MIT au dezvoltat o componentă cuantică de interconectare care permite procesoarelor supraconductoare să discute direct între ei, fără un „intermediar”. Dispozitivul folosește fotoni cu microunde pentru a transporta date și ar putea în sfârșit să deschidă calea pentru un supercomputer cuantic scalabil, rezistent la erori.
În centrul acestei descoperiri se află un fir superconductor (un ghid de undă), care acționează ca o autostradă cuantică care permite fototonilor să se încadreze între procesoare. Echipa a conectat două module cuantice la acest ghid de undă, permițându -le să trimită și să primească fotoni la cerere. Fiecare modul conține patru qubits care acționează ca o interfață și transformă fotoni în date cuantice utilizabile.
Dezvoltarea computerelor cuantice precise și scalabile implică crearea de înțelegere la distanță. Acest fenomen bizar leagă două particule cuantice care se potrivesc instantaneu reciproc, indiferent de distanță. Qubits-ul încurcat acționează ca un singur sistem, permițând algoritmi de îndoire a minții pe care computerele tradiționale nu le-ar putea efectua niciodată.
Din păcate, pur și simplu trageți fotoni compleți înainte și înapoi nu permite înțelegerea. Prin urmare, cercetătorii au conceput un proces ciudat care oprește procesul de emisie la jumătatea drumului. Făcând acest lucru, lasă sistemul într -un limbo cuantic ciudat, unde fotonul este emis paradoxal și păstrat simultan. Atunci când modulul de recepție absoarbe acest „jumătate de foton”, cele două procesoare devin încurcate-chiar dacă nu sunt legate fizic.
Cercetătorii trebuie, de asemenea, să se ocupe de distorsionarea fotonului pe măsură ce călătoresc, ceea ce le face mai dificile de capturat. Pentru a rezolva această problemă, echipa a antrenat un algoritm pentru a regla forma fotonului pentru absorbția maximă. Rezultatul a fost o rată de succes de 60 la sută-suficient de mare pentru a confirma înțelegerea autentică. Aceste rezultate sunt similare cu metoda lui Oxford, care folosește o capcană ionică pentru a crea o înțelegere de succes cu 70 % din timp.
Implicațiile sunt enorme. Spre deosebire de configurațiile cuantice de astăzi, această arhitectură acceptă conectivitatea „totul la toate”, ceea ce înseamnă că orice număr de procesoare poate comunica direct. Îmbunătățirile viitoare precum integrarea 3D sau protocoalele mai rapide ar putea crește, de asemenea, ratele de absorbție.
„În principiu, protocolul nostru de generare la distanță poate fi extins și la alte tipuri de computere cuantice și sisteme de internet cuantice mai mari”, a concluzionat Aziza Almanakly, un student absolvent de inginerie electrică și informatică.
Echipa a publicat recent cercetările sale în Nature Physics. De asemenea, este demn de remarcat faptul că Biroul de Cercetare a Armatei SUA, AWS Center for Quantum Computing și Biroul Forțelor Aeriene din SUA pentru cercetarea științifică a finanțat eforturile MIT.
Credit de imagine: Ella Maru Studio
