מחקרנים מאוניברסיטת טוקיו, אוניברסיטת יוהאנס גוטנברג מיינץ ואוניברסיטת פאלאקי אולומוץ קדם צעדים משמעותיים בתחום חישוב קוונטי פוטוני על ידי הצגת גישה חדשה לבניית מחשב קוונטי. בניגוד לשיטות מסורתיות שנוסדות על פוטונים יחידים כקיוביטים פיזיקליים, אורח הטכניקה החדשנית תומך בשימוש בדופל פולס אור המיוצר באמצעות לייזר, אשר מורכב ממספר פוטונים רב, תוך מעניק יכולות תיקון שגיאות משופרות.
המחקר פורסם במאמר בכתב העת Science ומציג לראשונה את המונחים "קיוביט פורמלי" המיושן במתואר לפיה הקיוביט פיזיקלי והקיוביט הממומש מהפולס אור מקבילים מותחדים. חוקרי המחקר מוסיפים כי הרמה הדרושה של אימון לסבלנות שגית שעברו באוניברסיטת טוקיו היא ממש התראה ראשונית לפוטנציאל שבהפיכת הקיוביטים האינפונים לקיוביטים אינפונשביליים באמצעות שימוש בשיטות אופטיות קוואנטיות מתקדמות.
בהשוואה לטכנולוגיות החישוב הקוונטי הקיימות, הגישה הפוטונית מציעה מספר יתרונות. לעומת מערכות גוף-קבועות בפני המונים, הדורשות טמפרטורות נמוכות מאוד, מערכות הפוטונים מפעילות בטמפרטורה החדרית. בנוסף, הפוטונים פועלים במהירויות גבוהות מאוד מה שמאפשר חישוב מהיר יותר. עם זאת, האתגר עומד בעמידה מול אובדן קיוביטים ושגיאות אחרות, שניתן לשמש מתוך חיבור מסופר פולסי אור פוטונים יחידים להקמת קיוביטים מוחשיים.
למרות הקשיים הנפוצים בשלב התפשטות מחשבים קוונטיים תפעוליים, כגון דרישה למספר גדול של קיוביטים פיסיקליים, המחקר החדשני זה פותח מסלול חדש לעתיד החישוב קוונטי. בעזרת פולסי אור המיוצרים באמצעות לייזר, המדענים דורשים צעד אחד קרוב יותר לניהול מערכות חישוב קוונטיות אמינות ויכולות להתפשט בקנה מידה גדול.
שאלות נפוצות (FAQ)
1. מהם הגישה החדשה לבניית מחשב קוונטי?
החוקרים מציגים גישה חדשה לבניית מחשב קוונטי, שבה הם משתמשים בדופל פולס אור שמיוצר באמצעות לייזר המורכב מפוטונים רבים, במקום בפוטונים יחידים כקיוביטים פיזיקליים.
2. מהו קיוביט פורמלי?
קיוביט פורמלי מתייחס למימוש מצב אופטי קוואנטי באמצעות פולס אור יחיד, שמציע יכולות תיקון שגיאות מובנות.
3. איך הגישה החדשה זו משיגה תיקון שגיאות?
תוך המרת הפולס הלייזר למצב אופטי קוואנטי זו אפשרות לתיקון שגיאות מיידי, המסירה את הצורך בהתקשרויות מורכבות בין הפוטונים היחידים.
4. מהם היתרונות של הגישה הפוטונית בהשוואה לטכנולוגיות קוונטיות אחרות?
הגישה הפוטונית מציעה יתרונות כגון תפעול בטמפרטורה החדרית ומהירות גבוהה מאוד, המאפשרת חישוב מהיר יותר בהשוואה למערכות גוף-קבוע. יש לה אפשרות למנוע אובדן של קיוביטים ושגיאות אחרות על ידי חיבור מספר פולסי אור פוטונים יחידים להקמת קיוביטים פורמליים.
5. אילו אתגרים עומדים בפני הגישה הפוטונית?
האתגר המרכזי הוא מניעת אובדן של קיוביטים ושגיאות אחרות. למרות זאת, המחקר החדשני מתרחיב לפתח אפשרויות חדשות למערכות חישוב קוונטיות אמינות ויכולות להתפשט בקנה מידה.
מונחים עיקריים:
– חישוב קוונטי פוטוני: שיטה לחישוב קוונטי המשתמשת בפוטונים כקיוביטים.
– קיוביט פורמלי: ייצוג של מצב קוואנטי ממומש בפולס אור, המאפשר יכולות תיקון שגיאות.
– פולס אור מיוצר באמצעות לייזר: פולס אור שנוצר על ידי מכונת לייזר, שמורכב ממספר פוטונים.
The source of the article is from the blog aovotice.cz