Jēlas universitātes pētnieki demonstrēja vienu no galvenajiem moduļu kvantu datoru projektēšanas posmiem: apzinātu kvantu vārtu "teleportēšanu" starp divām kvitēm.
Pētījums ir publicēts žurnālā Nature. Šī darba galvenais princips ir kvantu teleportācija, kas ir unikāla kvantu mehānikas īpašība, kas iepriekš tika izmantota nezināmu kvantu stāvokļu pārsūtīšanai starp divām pusēm, fiziski nenosūtot pašu stāvokli. Izmantojot 1990. gados izstrādāto teorētisko protokolu, Jēlas zinātnieki eksperimentāli demonstrēja kvantu operāciju - vārtus - bez tiešas mijiedarbības. Šādi vārti ir nepieciešami kvantu skaitļošanai, kas balstās uz atsevišķu kvantu sistēmu tīkliem - arhitektūra, kas, pēc daudzu pētnieku domām, var kompensēt kļūdas, kas raksturīgas kvantu skaitļošanas procesoriem.
Vadošā pētnieka Roberta Šēkopfa un bijušā absolventa Kevina Čo vadīta komanda pēta modulāru pieeju kvantu skaitļošanai. Modularitāte, kas raksturīga visam, sākot no bioloģiskās šūnas organizēšanas un beidzot ar SpaceX jaunāko raķešu dzinējiem, ir izrādījusies efektīva stratēģija lielu, sarežģītu sistēmu veidošanā. Kvantu moduļu arhitektūra sastāv no moduļu kopas, kas darbojas kā mazi kvantu procesori, kas savienoti ar lielāku tīklu.
Šīs arhitektūras moduļi ir dabiski izolēti viens no otra, kas novērš nevēlamu mijiedarbību lielākās sistēmās. Tomēr šī izolācija arī sarežģī darījumus starp moduļiem. Teleportēti vārti ir veids, kā veikt starpmoduļu operācijas.
Moduļu kvantu arhitektūras tīkla pārskats jaunā pētījumā.
"Mūsu darbs bija pirmais gadījums, kad tika demonstrēts šis protokols, kur klasiskā komunikācija notiek reālā laikā, kas ļauj veikt" deterministisku "operāciju, kas katru reizi veic nepieciešamo procesu," saka Čo.
Pilnībā funkcionējošiem kvantu datoriem ir potenciāls sasniegt skaitļošanas ātruma lielumus, kas ir lielāki nekā mūsdienu superdatoriem. Jēlas zinātnieki ir pētījumu priekšplānā, lai izstrādātu pirmos pilnībā funkcionējošos kvantu datorus un jau ir veikuši revolucionāro darbu kvantu skaitļošanā ar supravadošām shēmām.
Kvantu skaitļošana tiek veikta ar jutīgiem datu bitiem, kas pazīstami kā kvīti, kuriem ir raksturīga kļūda. Eksperimentālajās kvantu sistēmās "loģiskās" kvesti tiek kontrolēti ar "palīgkvotiem" reģistrēšanai un tūlītējai kļūdu labošanai.
Reklāmas video:
"Mūsu eksperiments ir pirmais divu kvadrātu operācijas demonstrējums starp loģiskajām kvītām," saka Šēkopkops. "Šis ir pagrieziena punkts ceļā uz kvantu informācijas apstrādi ar kļūdām koriģējošām kvītām."
Vladimirs Guilēns
