日本和美國的國際科學家團隊開發(fā)了由激光制成的大規(guī)模量子處理器的原型

來自澳大利亞，日本和美國的國際科學家團隊開發(fā)了由激光制成的大規(guī)模量子處理器的原型。

該處理器基于十多年的設(shè)計，具有內(nèi)置的可擴展性，可將光制造的量子組件的數(shù)量擴展到極限數(shù)量。該研究今天發(fā)表在《科學》雜志上。

量子計算機有望為解決難題提供快速解決方案，但是為此，它們需要大量的量子組件，并且必須相對無差錯。當前的量子處理器仍然很小并且容易出錯。這種新設(shè)計提供了一種使用光的替代解決方案，可以達到在重要問題上最終勝過傳統(tǒng)計算機所需的規(guī)模。

RMIT大學量子計算與通信技術(shù)中心(CQC2T)首席研究員Nicolas Menicucci博士說：“盡管當今的量子處理器給人留下了深刻的印象，但尚不清楚當前的設(shè)計是否可以放大到超大尺寸。”在澳大利亞墨爾本。

“我們的方法從一開始就內(nèi)置了極高的可伸縮性，因為被稱為集群狀態(tài)的處理器是無光的。”

光學設(shè)備網(wǎng)絡-鏡子，分束器和光纖-將激光編織到光學量子處理器中。信用：CQC2T

使用光作為量子處理器

簇狀態(tài)是糾纏的量子分量的大集合，當以特定方式測量時，它們會執(zhí)行量子計算。

“要對現(xiàn)實世界中的問題有用，簇狀態(tài)必須既足夠大又具有正確的糾纏結(jié)構(gòu)。自從提出以來的二十年中，以前關(guān)于簇狀態(tài)的所有論證都在這一項或兩項上都失敗了， ” Menicucci博士說。“我們是有史以來第一次在兩者上都取得成功。”

為了形成團簇狀態(tài)，經(jīng)過特殊設(shè)計的晶體將普通激光轉(zhuǎn)換為一種稱為壓縮光的量子光，然后通過反射鏡，分束器和光纖網(wǎng)絡將其編織成團簇狀態(tài)。

該團隊的設(shè)計允許進行相對較小的實驗，以生成具有內(nèi)置可伸縮性的巨大二維集群狀態(tài)。盡管目前的壓縮水平(衡量質(zhì)量的標準)太低，無法解決實際問題，但該設(shè)計與解決方案兼容達到最先進的擠壓水平。

該團隊表示，他們的成就為光量子計算開辟了新的可能性。

“在這項工作中，我們首次在任何系統(tǒng)中都建立了大規(guī)模的簇狀態(tài)，其結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)通用量子計算。” 堪培拉大學新南威爾士大學CQC2T首席研究員米秀英弘博士說。“我們的實驗表明，這種設(shè)計是可行且可擴展的。”