Istraživači sa sveučilišta Yale pokazali su jedan od ključnih koraka u dizajnu modularnih kvantnih računala: namjernu "teleportaciju" kvantnih vrata između dva kbita.
Istraživanje je objavljeno u časopisu Nature. Glavno načelo ovog rada je kvantna teleportacija, jedinstveno svojstvo kvantne mehanike, koja se prije koristila za prijenos nepoznatih kvantnih stanja između dviju strana bez fizičkog slanja same države. Koristeći teorijski protokol razvijen 1990-ih, znanstvenici s Yalea eksperimentalno su pokazali kvantnu operaciju - vrata - bez izravnih interakcija. Takva vrata potrebna su za kvantno računanje, koje se oslanja na mreže pojedinih kvantnih sustava - arhitektura za koju mnogi istraživači vjeruju da može nadoknaditi pogreške svojstvene procesorima kvantnog računanja.
Tim koji predvodi vodeći istraživač Robert Schoelkopf i bivši diplomski student Kevin Chow istražuje modularni pristup kvantnom računanju. Modularnost svojstvena svemu, od organizacije biološke ćelije do motora najnovijih raketa SpaceX-a, pokazala se kao učinkovita strategija u izgradnji velikih, složenih sustava. Kvantna modularna arhitektura sastoji se od skupa modula koji djeluju kao mali kvantni procesori spojeni na veću mrežu.
Moduli u ovoj arhitekturi prirodno su izolirani jedan od drugog, što sprečava neželjene interakcije u većim sustavima. Međutim, ta izolacija također komplicira transakcije između modula. Teleportirana vrata predstavljaju način izvođenja međumodularnih operacija.
Pregled mreže modularne kvantne arhitekture u novoj studiji.
"Naš je rad bio prvi put da je prikazan ovaj protokol, gdje se klasična komunikacija događa u stvarnom vremenu, što omogućava 'determiniranu' operaciju koja svaki put izvodi potrebne postupke", kaže Chow.
Potpuno funkcionalna kvantna računala mogu postići računske brzine veličine veće od onih današnjih superračunala. Yaleovi znanstvenici nalaze se na čelu istraživanja za razvoj prvih potpuno funkcionalnih kvantnih računala i već su obavili revolucionarne radove u kvantnom računanju s superprevodnim krugovima.
Kvantno računanje vrši se s osjetljivim bitovima podataka poznatim kao qubits, koji su skloni pogreškama. U eksperimentalnim kvantnim sustavima "logički" kubiti kontroliraju "pomoćni" kubiti za registraciju i trenutno ispravljanje pogrešaka.
Promotivni video:
"Naš je eksperiment prva demonstracija dvobitne operacije između logičkih kbita", kaže Schoelkopf. "Ovo je prekretnica na putu obrade kvantnih informacija s kubitima za ispravljanje pogrešaka."
Vladimir Guillen
