Výzkumníci z Univerzity v Tokiu, Univerzity Johanna Gutenberga Mainz a Univerzity Palackého v Olomouci dosáhli významného pokroku v oblasti fotonicího kvantového počítání demonstrací nového přístupu k konstrukci kvantového počítače. Na rozdíl od tradičních metod, které se spoléhají na jednotlivé fotony jako fyzické kvantové bity, tato nová technika využívá laserem generovaný světelný impuls skládající se z více fotonů, což nabízí lepší schopnosti opravy chyb.
Průlomový výzkum týmu, publikovaný v časopise Science, představuje koncept logického kvantového bitu implementovaného prostřednictvím jediného světelného impulsu. Převedením laserového impulzu do kvantového optického stavu výzkumníci dosáhli vrozené schopnosti opravy chyb. To znamená, že chyby lze ihned opravit, což eliminuje potřebu složité interakce mezi jednotlivými fotony.
„Potřebujeme pouze jediný světelný impuls, abychom získali odolný logický kvantový bit,“ vysvětlil profesor Peter van Loock z Univerzity Mainz. V tomto novém přístupu je fyzický kvantový bit již ekvivalentní s logickým kvantovým bitem, což představuje pozoruhodný a jedinečný koncept kvantového počítání. I když experiment provedený na Univerzitě v Tokiu nedosáhl požadované úrovně tolerance chyb, jednoznačně demonstroval potenciál přeměny neuniverzálně korektibilních kvantových bitů na korektibilní pomocí moderních kvantových optických metod.
Ve srovnání s existujícími technologiemi kvantového počítání nabízí fotonicí přístup několik výhod. Na rozdíl od supravodivých pevných systémů, které vyžadují extrémně nízké teploty, systémy založené na fotonech fungují při běžné teplotě. Navíc fotony inherentně pracují rychle, což umožňuje rychlejší výpočty. Avšak výzvou je zabránit ztrátám kvantových bitů a dalším chybám, což lze dosáhnout spojováním více jednofotonových světelných impulsů k vytvoření logických kvantových bitů.
I když vývoj funkčních kvantových počítačů stále čelí překážkám, jako je požadavek na velký počet fyzických kvantových bitů, tento inovativní výzkum otevírá nové možnosti pro budoucnost kvantového počítání. Využitím potenciálu laserem generovaných světelných impulsů jsou vědci o krok blíže k dosažení spolehlivých a škálovatelných systémů kvantového počítání.
Často kladené otázky (FAQ)
1. Jaký je nový přístup ke konstrukci kvantového počítače?
Výzkumníci předvedli nový přístup ke konstrukci kvantového počítače pomocí využití laserem generovaného světelného impulsu složeného z více fotonů namísto jednotlivých fotonů jako fyzických kvantových bitů.
2. Co je logický kvantový bit?
Logický kvantový bit odkazuje na implementaci kvantového optického stavu pomocí jednoho světelného impulsu, který nabízí vrozenou schopnost opravy chyb.
3. Jak tento nový přístup dosahuje korekce chyb?
Převedením laserového impulzu do kvantového optického stavu se chyby mohou ihned opravit, což eliminuje potřebu složitých interakcí mezi jednotlivými fotony.
4. Jaké jsou výhody fotonicího přístupu ve srovnání s jinými technologiemi kvantového počítání?
Fotonicí přístup nabízí výhody, jako je provoz při běžné teplotě a vysoké rychlosti výpočtu oproti supravodivým pevným systémům. Má také potenciál zabránit ztrátám kvantových bitů a dalším chybám spojováním více jednofotonových světelných impulsů k vytvoření logických kvantových bitů.
5. S jakými výzvami se fotonicí přístup potýká?
Hlavní výzvou tkví v zabránění ztrátám kvantových bitů a dalším chybám. Přesto však nový výzkum otevírá nové možnosti spolehlivých a škálovatelných systémů kvantového počítání.
Klíčové pojmy:
– Fotonicí kvantové počítání: Metoda kvantového počítání využívající fotony jako kvantové bity.
– Logický kvantový bit: Reprezentace kvantového stavu implementovaná prostřednictvím světelného impulsu, umožňující schopnost opravy chyb.
– Laserem generovaný světelný impuls: Impuls světla generovaný laserem, složený z více fotonů.
Související odkazy:
– Univerzita v Tokiu
– Univerzita Johanna Gutenberga Mainz
– Univerzita Palackého v Olomouci
The source of the article is from the blog combopop.com.br