Yale'i ülikooli teadlased on näidanud modulaarsete kvantarvutite arhitektuuri ühte võtmeetappi: kvantvärava tahtlikku "teleporteerimist" kahe jbbitti vahel.
Uurimistöö on avaldatud ajakirjas Nature. Selle töö peamine põhimõte on kvantteleportimine, kvantmehaanika ainulaadne omadus, mida varem kasutati tundmatute kvant olekute edastamiseks kahe osapoole vahel ilma olekut füüsiliselt saatmata. Kasutades 1990ndatel välja töötatud teoreetilist protokolli, näitasid Yale'i teadlased otseste vastasmõjudeta eksperimentaalselt kvantoperatsiooni - väravat. Sellised väravad on olulised kvantarvutuses, mis tugineb üksikute kvantsüsteemide võrkudele - arhitektuur, mis paljude teadlaste arvates on võimeline kompenseerima kvantarvutusele omased vead.
Juhtivteaduri Robert Schoelkopfi ja endise kraadiõppuri Kevin Chow juhitud meeskond uurib modulaarset lähenemist kvantarvutusele. Modulaarsus, mis on omane kõigele alates bioloogilise raku korraldamisest kuni SpaceXi uusimate rakettide mootoriteni, on osutunud tõhusaks strateegiaks suurte, keerukate süsteemide ehitamisel. Kvantmodulaarne arhitektuur koosneb moodulite komplektist, mis toimivad väikeste kvantprotsessoritena, mis on ühendatud suurema võrguga.
Selle arhitektuuri moodulid on loomulikult üksteisest eraldatud, mis hoiab ära soovimatu interaktsiooni suuremate süsteemide vahel. Kuid see eraldatus raskendab ka moodulitevahelisi tehinguid. Teleportitud väravad on moodulitevaheliste toimingute teostamise viis.
Ülevaade modulaarsest kvantarhitektuurivõrgust uues uuringus.
"Meie töö näitas seda protokolli esimest korda, kus klassikaline suhtlus toimub reaalajas, mis võimaldab teha" deterministlikku "operatsiooni, mis täidab iga kord vajaliku protsessi," ütleb Chow.
Täielikult töötavatel kvantarvutitel on potentsiaal saavutada arvutuslikud kiiruse suurusjärgud, mis on suuremad kui tänapäeva superarvutitel. Yale'i teadlased on esimeste täielikult funktsionaalsete kvantarvutite väljatöötamise uurimistöös esirinnas ja on juba teinud ülijuhtivate vooluringidega kvantarvutuses murrangulise töö.
Kvantide arvutamine toimub tundlike bittidena, mida nimetatakse vitsteks, mis on veaohtlikud. Eksperimentaalsetes kvantsüsteemides kontrollitakse "loogilisi" kvitteid "abistavate" kvittidega registreerimiseks ja vigade koheseks parandamiseks.
Reklaamvideo:
"Meie eksperiment on loogiliste kbittide vahelise kahebaidise operatsiooni esimene demonstreerimine," ütleb Schoelkopf. "See on verstapost teel kvantteabe töötlemisele vigu parandavate juppide abil."
Vladimir Guillen
