Tutkijat Tokion yliopistosta, Johannes Gutenbergin yliopistosta Mainzista ja Palackýn yliopistosta Olomoucista ovat tehneet merkittäviä edistysaskeleita fotoniikkaan perustuvissa kvanttitietokoneissa osoittamalla uuden lähestymistavan kvanttitietokoneen rakentamiseen. Tämä uusi tekniikka hyödyntää laserin tuottamaa valopulssia, joka koostuu useista fotoneista, perinteisten menetelmien sijaan, jotka luottavat yksittäisiin fotoneihin fyysisinä kubiteina. Tämä tarjoaa parannetut virheenkorjausominaisuudet.
Tiimin läpimurtohankkeen, joka julkaistiin Science-lehdessä, esittelee käsitteen loogisesta kubitista, joka on toteutettu yhden valopulssin avulla. Muuntamalla laserpulssi kvantti-optiseksi tilaksi, tutkijat saavuttivat sisäänrakennetut virheenkorjauskyvyt. Tämä tarkoittaa sitä, että virheet voidaan korjata välittömästi, poistaen tarpeen monimutkaisille vuorovaikutuksille yksittäisten fotonien välillä.
”Tarvitsemme vain yhden valopulssin saadaksemme vakaan loogisen kubitin”, selitti Mainzin yliopiston professori Peter van Loock. Tässä uudessa lähestymistavassa fyysinen kubitti vastaa jo loogista kubittia, mikä on huomattava ja ainutlaatuinen käsite kvanttitietojenkäsittelyssä. Vaikka Tokion yliopistossa suoritettu koe ei saavuttanut vaadittua virhentoleranssitasoa, se osoittaa selvästi potentiaalin muuntaa ei-universaalisti korjattavissa olevat kubitit korjattaviksi uusimman kvantti-optisen menetelmän avulla.
Verrattuna muihin olemassa oleviin kvanttitietokonemalleihin fotoniikkaan perustuva lähestymistapa tarjoaa useita etuja. Toisin kuin erittäin alhaisissa lämpötiloissa toimivat suprajohdeperusteiset kiinteät tilat, fotoniikkaan perustuvat järjestelmät toimivat huoneenlämpötilassa. Lisäksi fotonit toimivat luontaisesti korkeilla nopeuksilla, mikä mahdollistaa nopeamman laskennan. Haasteena kuitenkin on estää kubittien menetykset ja muut virheet, joka voidaan saavuttaa yhdistämällä useita yksittäisiä fotonivalopulsseja muodostamaan loogisia kubittia.
Vaikka funktionaalisten kvanttitietokoneiden kehittämistä edelleen haittaa vaatimus suuresta määrästä fyysisiä kubitteja, tämä innovatiivinen tutkimus avaa uusia mahdollisuuksia kvanttitietojenkäsittelyn tulevaisuudelle. Hyödyntämällä laserin tuottamien valopulssien potentiaalia, tutkijat ovat yhden askeleen lähempänä luotettavia ja skaalautuvia kvanttitietokonejärjestelmiä.
Usein kysytyt kysymykset (UKK)
1. Mikä on uusi lähestymistapa kvanttitietokoneen rakentamiseen?
Tutkijat ovat osoittaneet uuden lähestymistavan kvanttitietokoneen rakentamiseen hyödyntämällä laserin tuottamaa valopulssia, joka koostuu useista fotoneista yksittäisten fotonien sijaan fyysisinä kubiteina.
2. Mitä tarkoittaa looginen kubitti?
Looginen kubitti viittaa kvantti-optisen tilan toteuttamiseen yhden valopulssin avulla, mikä mahdollistaa sisäänrakennetut virheenkorjausominaisuudet.
3. Miten tämä uusi lähestymistapa saavuttaa virheenkorjauksen?
Muuntamalla laserpulssi kvantti-optiseksi tilaksi, virheet voidaan korjata välittömästi, poistaen tarpeen monimutkaisille vuorovaikutuksille yksittäisten fotonien välillä.
4. Mitkä ovat fotoniikkaan perustuvan lähestymistavan edut verrattuna muihin kvanttitietokonemalleihin?
Fotoniikkaan perustuva lähestymistapa tarjoaa etuja, kuten toimimisen huoneenlämpötilassa ja korkeilla nopeuksilla, mikä mahdollistaa nopeamman laskennan verrattuna suprajohdeperusteisiin kiinteisiin tiloihin. Se myös mahdollistaa kubittien menetyksen ja muiden virheiden estämisen yhdistämällä useita yksittäisiä fotonivalopulsseja muodostamaan loogisia kubittia.
5. Minkälaisia haasteita fotoniikkaan perustuva lähestymistapa kohtaa?
Suurimpana haasteena on ehkäistä kubittien menetykset ja muut virheet. Huolimatta tästä novellitutkimus avaa uusia mahdollisuuksia luotettaville ja skaalautuville kvanttitietokonejärjestelmille.
Keskeiset termit:
– Fotoniikkaan perustuva kvanttitietokone: Menetelmä kvanttitietojenkäsittelyyn, joka hyödyntää fotoneja kubitteina.
– Looginen kubitti: Kvanttitilan toteutus valopulssin avulla, mikä mahdollistaa virheenkorjausominaisuudet.
– Laserin tuottama valopulssi: Laserin tuottama valovalo, joka koostuu useista fotoneista.
Liittyvät linkit:
– Tokion yliopisto
– Johannes Gutenbergin yliopisto Mainz
– Palackýn yliopisto Olomouc
The source of the article is from the blog procarsrl.com.ar