Forskere fra University of Tokyo, Johannes Gutenberg University Mainz og Palacký University Olomouc har gjort betydelige fremskridt inden for fotonekvantberegning ved at demonstrere en ny tilgang til konstruktion af en kvantecomputer. I modsætning til traditionelle metoder, der er afhængige af enkeltfotoner som fysiske qubits, udnytter denne nye teknik en laser-genereret lyspuls bestående af flere fotoner og tilbyder forbedrede fejlkorrektionsegenskaber.
Holdets banebrydende forskning, offentliggjort i tidsskriftet Science, introducerer begrebet en logisk qubit implementeret gennem en enkelt lyspuls. Ved at konvertere laserpulsen til en kvanteoptisk tilstand har forskerne opnået indbyggede fejlkorrektionsegenskaber. Dette betyder, at fejl kan rettes med det samme, hvilket eliminerer behovet for komplekse interaktioner mellem individuelle fotoner.
“Vi har kun brug for en enkelt lyspuls for at opnå en robust logisk qubit,” forklarede professor Peter van Loock fra Mainz University. I denne nye tilgang er en fysisk qubit allerede ækvivalent med en logisk qubit, hvilket repræsenterer et bemærkelsesværdigt og unikt koncept inden for kvanteberegning. Selvom eksperimentet udført på University of Tokyo ikke opnåede det krævede niveau af fejltolerance, demonstrerer det klart potentialet for at omdanne ikketilstrækkeligt korrigérbare qubits til korrigérbare qubits ved hjælp af state-of-the-art kvanteoptiske metoder.
Sammenlignet med andre eksisterende kvanteberegningsteknologier har den fotonekvantiske tilgang flere fordele. I modsætning til supraventende faststofsystemer, der kræver ekstremt lave temperaturer, fungerer fotonbaserede systemer ved stuetemperatur. Derudover opererer fotoner naturligt ved høje hastigheder, hvilket muliggør hurtigere beregning. Udfordringen ligger imidlertid i at forhindre tab af qubits og andre fejl, hvilket kan opnås ved at koble flere enkeltfotoner sammen for at danne logiske qubits.
Selvom udviklingen af funktionelle kvantecomputere stadig står over for forhindringer som kravet om et stort antal fysiske qubits, åbner denne innovative forskning nye muligheder for fremtiden for kvanteberegning. Ved at udnytte potentialet fra laser-genererede lyspulser er forskerne et skridt tættere på at opnå pålidelige og skalerbare kvanteberegningssystemer.
Ofte stillede spørgsmål (FAQ)
1. Hvad er den nye tilgang til konstruktion af en kvantecomputer?
Forskerne har demonstreret en ny tilgang til konstruktion af en kvantecomputer ved at udnytte en laser-genereret lyspuls, der består af flere fotoner, i stedet for enkeltfotoner som fysiske qubits.
2. Hvad er en logisk qubit?
En logisk qubit henviser til implementeringen af en kvanteoptisk tilstand ved hjælp af en enkelt lyspuls, der tilbyder intrinsiske fejlkorrektionsegenskaber.
3. Hvordan opnår denne nye tilgang fejlkorrektion?
Ved at konvertere laserpulsen til en kvanteoptisk tilstand kan fejl rettes med det samme, hvilket eliminerer behovet for komplekse interaktioner mellem individuelle fotoner.
4. Hvad er fordelene ved den fotonekvantiske tilgang sammenlignet med andre kvanteberegningsteknologier?
Den fotonekvantiske tilgang har fordele såsom drift ved stuetemperatur og høje hastigheder, hvilket muliggør hurtigere beregning sammenlignet med supraventende faststofsystemer. Den har også potentialet til at forhindre qubit-tab og andre fejl ved at koble flere enkeltfotoner sammen for at danne logiske qubits.
5. Hvilke udfordringer står den fotonekvantiske tilgang overfor?
Den største udfordring ligger i at forhindre tab af qubits og andre fejl. Trods dette åbner den nye forskning nye muligheder for pålidelige og skalerbare kvanteberegningssystemer.
Nøglebegreber:
– Fotonekvantberegning: En metode til kvanteberegning, der udnytter fotoner som qubits.
– Logisk qubit: En repræsentation af en kvanteoptisk tilstand ved hjælp af en lyspuls, der muliggør fejlkorrektionsegenskaber.
– Laser-genereret lyspuls: En lyspuls genereret af en laser, der består af flere fotoner.
Relaterede links:
– University of Tokyo
– Johannes Gutenberg University Mainz
– Palacký University Olomouc
The source of the article is from the blog agogs.sk