Исследователи из Токийского университета, университета Иоганна Гутенберга в городе Майнц и Палачского университета в городе Оломоуц продвинулись в области фотонных квантовых вычислений, продемонстрировав новый подход к созданию квантового компьютера. В отличие от традиционных методов, основанных на использовании отдельных фотонов в качестве физических кубитов, эта новаторская техника использует лазерно-сгенерированный световой импульс, состоящий из нескольких фотонов, что обеспечивает более высокие возможности коррекции ошибок.
Революционные исследования команды были опубликованы в журнале Science и представляют концепцию логического кубита, реализованного через одиночный световой импульс. Преобразуя лазерный импульс в квантовое оптическое состояние, исследователи достигли встроенных корректирующих возможностей ошибок. Это означает, что ошибки могут быть немедленно исправлены, что исключает необходимость в сложном взаимодействии между отдельными фотонами.
«Нам нужен всего лишь один световой импульс, чтобы получить надежный логический кубит», пояснил профессор Питер ван Лук из университета Майнц. В этом новом подходе физический кубит уже эквивалентен логическому кубиту, представляя собой значительно уникальную концепцию в квантовых вычислениях. Хотя эксперимент, проведенный в Токийском университете, не достиг нужного уровня допустимой ошибки, он явно демонстрирует потенциал трансформации неправильно исправимых кубитов в правильно исправимые с использованием современных квантово-оптических методов.
По сравнению с другими существующими технологиями квантовых вычислений, фотонный подход предлагает несколько преимуществ. В отличие от сверхпроводящих твердотельных систем, требующих крайне низких температур, фотонные системы работают при комнатной температуре. Кроме того, фотоны по своей природе работают со значительно большей скоростью, позволяя более быстро считать. Однако вызов заключается в предотвращении потерь кубитов и других ошибок, что можно достичь, объединяя несколько световых импульсов с одиночными фотонами для образования логических кубитов.
Хотя развитие функциональных квантовых компьютеров все еще сталкивается с препятствиями, такими как требование большого количества физических кубитов, это инновационное исследование открывает новые возможности для будущего квантовых вычислений. Используя потенциал лазерно-сгенерированных световых импульсов, ученые все ближе к достижению надежных и масштабируемых систем квантовых вычислений.
Часто задаваемые вопросы (ЧЗВ)
1. В чем заключается новый подход к созданию квантового компьютера?
Исследователи продемонстрировали новый подход к созданию квантового компьютера, используя laser-generated light pulse, состоящий из нескольких фотонов, вместо отдельных фотонов в качестве физических кубитов.
2. Что такое логический кубит?
Логический кубит представляет собой реализацию квантового оптического состояния с использованием одиночного светового импульса, обладающего встроенными возможностями коррекции ошибок.
3. Как этот новый подход достигает коррекции ошибок?
Преобразовывая лазерный импульс в квантовое оптическое состояние, ошибки могут быть немедленно исправлены, что исключает необходимость в сложном взаимодействии между отдельными фотонами.
4. Каковы преимущества фотонного подхода по сравнению с другими технологиями квантовых вычислений?
Фотонный подход предлагает такие преимущества, как работа при комнатной температуре и высокие скорости вычислений по сравнению со сверхпроводящими твердотельными системами. Он также имеет потенциал предотвращать потери кубитов и другие ошибки, объединяя несколько световых импульсов с одиночными фотонами для формирования логических кубитов.
5. С какими сложностями сталкивается фотонный подход?
Основная сложность заключается в предотвращении потерь кубитов и других ошибок. Несмотря на это, новое исследование открывает новые возможности для надежных и масштабируемых систем квантовых вычислений.
Ключевые термины:
— Фотонные квантовые вычисления: метод квантовых вычислений, использующий фотоны в качестве кубитов.
— Логический кубит: представление квантового состояния, реализованное через световой импульс, обеспечивающее возможности коррекции ошибок.
— Laser-generated light pulse: импульс света, сгенерированный лазером, состоящий из нескольких фотонов.
Связанные ссылки:
— Университет Токио
— Университет Иоганна Гутенберга в городе Майнц
— Палачский университет в городе Оломоуц
The source of the article is from the blog mgz.com.tw