Yale-yliopiston tutkijat ovat osoittaneet yhden avaintoiminnoista modulaaristen kvantitietokoneiden suunnittelussa: kvanttiportin tarkoituksellinen "teleportointi" kahden jännitesignaalin välillä.
Tutkimus julkaistaan Nature-lehdessä. Tämän työn pääperiaate on kvanttiteleportaatio, kvantimekaniikan ainutlaatuinen ominaisuus, jota aikaisemmin käytettiin siirtämään tuntemattomia kvantitiloja kahden osapuolen välillä lähettämättä itse tilaa fyysisesti. Yale-tutkijat osoittivat 1990-luvulla kehitetyn teoreettisen protokollan avulla kokeellisesti kvantioperaation - portin - ilman suoraa vuorovaikutusta. Tällaiset portit ovat välttämättömiä kvanttilaskennalle, joka perustuu yksittäisten kvanttijärjestelmien verkkoihin - arkkitehtuuri, jonka monet tutkijat uskovat pystyvän kompensoimaan kvanttilaskentaprosessoreille ominaiset virheet.
Johtavan tutkijan Robert Schoelkopfin ja entisen jatko-opiskelijan Kevin Chowin johtama ryhmä tutkii modulaarista lähestymistapaa kvanttilaskentaan. Modulaarisuus, joka sisältyy kaikkeen biologisen solun organisoinnista SpaceX: n uusimpien rakettien moottoreihin, on osoittautunut tehokkaaksi strategiaksi suurten, monimutkaisten järjestelmien rakentamisessa. Kvanttimodulaarinen arkkitehtuuri koostuu joukosta moduuleja, jotka toimivat pieninä kvanttiprosessoreina, jotka on kytketty suurempaan verkkoon.
Tämän arkkitehtuurin moduulit on luonnollisesti eristetty toisistaan, mikä estää ei-toivottua vuorovaikutusta suurempien järjestelmien välillä. Tämä eristäminen kuitenkin vaikeuttaa myös moduulien välisiä liiketoimia. Teleporteitut portit ovat tapa suorittaa moduulien välisiä toimintoja.
Katsaus modulaariseen kvanttiarkkitehtuuriverkostoon uudessa tutkimuksessa.
"Työmme oli ensimmäinen kerta, kun tämä protokolla osoitettiin, jossa klassinen viestintä tapahtuu reaaliajassa, mikä sallii" deterministisen "operaation, joka suorittaa tarvittavan prosessin joka kerta", Chow sanoo.
Täysin toimivilla kvantitietokoneilla on potentiaali saavuttaa laskennalliset nopeusluokka, joka on suurempi kuin nykypäivän supertietokoneissa. Yalen tutkijat ovat tutkimuksen eturintamassa ensimmäisten täysin toimivien kvantitietokoneiden kehittämiseksi ja ovat jo tehneet uraauurtavaa työtä kvantitietojen laskemisessa suprajohtavilla piireillä.
Kvanttilaskenta tehdään herkillä tietobiteillä, joita kutsutaan kviteinä, jotka ovat alttiita virheille. Kokeellisissa kvanttijärjestelmissä "loogisia" kvitejä ohjataan "apu" kviteillä rekisteröintiä ja välitöntä virheenkorjausta varten.
Mainosvideo:
"Kokeilumme on ensimmäinen demonstraatio kaksibbittisestä toiminnasta loogisten kvittien välillä", Schoelkopf sanoo. "Tämä on virstanpylväs kvantitietojen käsittelyyn virheitä korjaavilla kviteillä."
Vladimir Guillen
