Cercetătorii de la Universitatea Yale au demonstrat unul dintre pașii cheie în proiectarea calculatoarelor cuantice modulare: „teleportarea” deliberată a unei porți cuantice între două cabluri.
Cercetarea este publicată în revista Nature. Principiul principal al acestei lucrări este teleportarea cuantică, o proprietate unică a mecanicii cuantice, folosită anterior pentru a transfera stări cuantice necunoscute între două părți fără a trimite fizic statul în sine. Folosind un protocol teoretic dezvoltat în anii 90, oamenii de știință Yale au demonstrat experimental o operație cuantică - o poartă - fără interacțiuni directe. Astfel de porți sunt necesare pentru calculul cuantic, care se bazează pe rețele de sisteme cuantice individuale - o arhitectură pe care mulți cercetători cred că pot compensa erorile inerente procesoarelor de calcul cuantic.
O echipă condusă de cercetătorul principal Robert Schoelkopf și fostul student absolvent Kevin Chow explorează o abordare modulară a calculării cuantice. Modularitatea inerentă în orice, de la organizarea celulei biologice până la motoarele celor mai recente rachete ale SpaceX s-a dovedit a fi o strategie eficientă în construirea de sisteme complexe mari. O arhitectură modulară cuantică constă dintr-un set de module care funcționează ca mici procesoare cuantice conectate la o rețea mai mare.
Modulele din această arhitectură sunt izolate în mod natural unele de altele, ceea ce împiedică interacțiunile nedorite în sistemele mai mari. Totuși, această izolare complică și tranzacțiile între module. Porțile teleportate sunt o modalitate de a efectua operațiuni inter-modul.
O imagine de ansamblu a rețelei de arhitectură cuantică modulară într-un nou studiu.
„Munca noastră a fost prima dată când a fost demonstrat acest protocol, în care comunicarea clasică are loc în timp real, ceea ce permite o operațiune„ deterministă”care efectuează procesul necesar de fiecare dată”, spune Chow.
Calculatoarele cuantice care funcționează complet au potențialul de a atinge viteze de calcul ordinele de mărime mai mari decât cele ale supercomputerelor de astăzi. Oamenii de știință Yale sunt în fruntea cercetării pentru a dezvolta primele computere cuantice complet funcționale și au făcut deja lucrări de ultimă generație în calcularea cuantică cu circuite supraconductoare.
Calcularea cuantică se face cu biți sensibili de date cunoscuți sub numele de qubits, care sunt predispuși la erori. În sistemele cuantice experimentale, cablurile „logice” sunt controlate de qubit-uri „auxiliare” pentru înregistrare și corectarea erorilor instantanee.
Video promotional:
"Experimentul nostru este prima demonstrație a unei operațiuni pe două cbite între cablurile logice", spune Schoelkopf. "Aceasta este o etapă importantă pe calea procesării informațiilor cuantice cu qubits care corectează erorile."
Vladimir Guillen
