Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Τόκυο, το Πανεπιστήμιο Johannes Gutenberg Mainz και το Πανεπιστήμιο Palacký Olomouc έχουν σημειώσει σημαντική πρόοδο στον τομέα της φωτονικής κβαντικής υπολογιστικής με την επίδειξη μιας νέας προσέγγισης για την κατασκευή ενός κβαντικού υπολογιστή. Αντίθετα από τις παραδοσιακές μεθόδους που βασίζονται σε μοναδικά φωτόνια ως φυσικά qubits, αυτή η νέα τεχνική χρησιμοποιεί ένα φωτεινό παλμό που παράγεται με laser και αποτελείται από πολλά φωτόνια, προσφέροντας βελτιωμένες δυνατότητες διόρθωσης σφαλμάτων.
Η σπουδαία έρευνα της ομάδας, η οποία δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science, εισάγει την έννοια ενός λογικού qubit που εφαρμόζεται μέσω ενός μόνο φωτεινού παλμού. Μετατρέποντας τον παλμό του laser σε ένα κβαντικό οπτικό κατάσταση, οι ερευνητές έχουν επιτύχει ενσωματωμένες δυνατότητες διόρθωσης σφαλμάτων. Αυτό σημαίνει ότι τα σφάλματα μπορούν να διορθωθούν αμέσως, εξαλείφοντας την ανάγκη για πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις μεταξύ μεμονωμένων φωτόνιων.
“Χρειαζόμαστε μόνο έναν μόνο φωτεινό παλμό για να αποκτήσουμε ένα αξιόπιστο λογικό qubit”, εξήγησε ο καθηγητής Peter van Loock του Πανεπιστημίου Mainz. Σε αυτήν τη νέα προσέγγιση, ένα φυσικό qubit ισοδυναμεί ήδη με ένα λογικό qubit, αντιπροσωπεύοντας ένα αξιοσημείωτο και μοναδικό κονσεπτ στην κβαντική υπολογιστική. Ενώ το πείραμα που διεξήχθη στο Πανεπιστήμιο του Τόκυο δεν κατάφερε να επιτύχει τον απαιτούμενο επίπεδο ανοχής σφαλμάτων, αποδεικνύει σαφώς την δυνατότητα μετατροπής μη δυνατών σφαλμάτων που μπορούν να διορθωθούν σε σωστά χρησιμοποιώντας τις σύγχρονες κβαντικές οπτικές μεθόδους.
Σε σύγκριση με άλλες υπάρχουσες τεχνολογίες κβαντικού υπολογισμού, η φωτονική προσέγγιση προσφέρει αρκετά πλεονεκτήματα. Αντίθετα με τα υπεραγωγικά συστήματα στερεού καταστάσεως, τα οποία απαιτούν πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, τα φωτονικά συστήματα λειτουργούν σε θερμοκρασία δωματίου. Επιπλέον, τα φωτόνια λειτουργούν εκ των πραγμάτων με υψηλές ταχύτητες, επιτρέποντας γρηγορότερους υπολογισμούς. Ωστόσο, η πρόκληση βρίσκεται στην αποτροπή απωλειών qubit και άλλων σφαλμάτων, το οποίο μπορεί να επιτευχθεί από τη σύζευξη πολλαπλών μοναδικών παλμών φωτονίων για τη δημιουργία λογικών qubits.
Ενώ η ανάπτυξη λειτουργικών κβαντικών υπολογιστών αντιμετωπίζει ακόμα εμπόδια όπως η απαίτηση για ένα μεγάλο αριθμό φυσικών qubits, αυτή η καινοτόμα έρευνα ανοίγει νέες πιθανότητες για το μέλλον της κβαντικής υπολογιστικής. Αξιοποιώντας τη δυνατότητα των φωτεινών παλμών που παράγονται από laser, οι επιστήμονες είναι ένα βήμα πιο κοντά στην επίτευξη αξιόπιστων και επεκτάσιμων συστημάτων κβαντικού υπολογισμού.
Συχνές Ερωτήσεις (FAQ)
1. Ποια είναι η νέα προσέγγιση για την κατασκευή ενός κβαντικού υπολογιστή;
Οι ερευνητές έχουν επιδείξει μια νέα προσέγγιση για την κατασκευή ενός κβαντικού υπολογιστή με τη χρήση ενός φωτεινού παλμού που παράγεται με laser και αποτελείται από πολλά φωτόνια, αντί για μοναδικά φωτόνια ως φυσικά qubits.
2. Τι είναι ένα λογικό qubit;
Ένα λογικό qubit αναφέρεται στην εφαρμογή μιας κβαντικής οπτικής κατάστασης χρησιμοποιώντας έναν μόνο φωτεινό παλμό, προσφέροντας δυνατότητες διόρθωσης σφαλμάτων.
3. Πώς επιτυγχάνεται η διόρθωση σφαλμάτων με αυτήν την νέα προσέγγιση;
Μετατρέποντας τον παλμό του laser σε μια κβαντική οπτική κατάσταση, τα σφάλματα μπορούν να διορθωθούν αμέσως, εξαλείφοντας την ανάγκη για πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις μεταξύ μεμονωμένων φωτονίων.
4. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα της φωτονικής προσέγγισης σε σχέση με άλλες τεχνολογίες κβαντικού υπολογισμού;
Η φωτονική προσέγγιση προσφέρει πλεονεκτήματα, όπως η λειτουργία σε θερμοκρασία δωματίου και η υψηλή ταχύτητα λειτουργίας, επιτρέποντας γρηγορότερη υπολογιστική ισχύ σε σύγκριση
The source of the article is from the blog japan-pc.jp