A Yale Egyetem kutatói bebizonyították a moduláris kvantumszámítógépek felépítésének egyik kulcsfontosságú lépését: a két kvbit közötti kvantumkapu szándékos "teleportálását".
A kutatást a Nature folyóiratban teszik közzé. Ennek a munkanak a fõ elve a kvantum-teleportálás, a kvantummechanika egyedülálló tulajdonsága, amelyet korábban az ismeretlen kvantumállapotok átadására használták két fél között anélkül, hogy magát az állapotot fizikailag elküldték volna. Az 1990-es években kifejlesztett elméleti protokoll alkalmazásával a Yale tudósai kísérlettel mutattak be kvantumműveletet - egy kaput - közvetlen interakció nélkül. Ilyen kapukra van szükség a kvantumszámításhoz, amely az egyes kvantumrendszerek hálózatán alapul - egy olyan architektúra, amely sok kutató szerint kompenzálja a kvantumszámítási processzorokban rejlő hibákat.
Robert Schoelkopf vezető kutató és Kevin Chow volt posztgraduális hallgató által vezetett csoport a kvantumszámítás moduláris megközelítését vizsgálja. A biológiai cella megszervezésétől az SpaceX legújabb rakétáinak motoráinál alapvető moduláris képesség hatékony stratégiának bizonyult nagy, összetett rendszerek felépítésében. A kvantummoduláris architektúra egy olyan modulkészletből áll, amelyek kisebb kvantumprocesszorként működnek egy nagyobb hálózathoz csatlakoztatva.
Az architektúra moduljai természetesen egymástól elszigetelve vannak, ami megakadályozza a nem kívánt kölcsönhatásokat nagyobb rendszerek között. Ez az elszigeteltség ugyanakkor bonyolítja a modulok közötti tranzakciókat is. A teleportált kapuk a modulok közötti műveletek végrehajtásának egyik módja.
A moduláris kvantum-architektúra hálózat áttekintése egy új tanulmányban.
"Munkánk volt az első alkalom, hogy ezt a protokollt bemutatták, ahol a klasszikus kommunikáció valós időben zajlik le, amely lehetővé teszi egy" determinisztikus "műveletet, amely minden alkalommal elvégzi a szükséges folyamatot" - mondja Chow.
A teljesen működő kvantumszámítógépek képesek olyan nagyságrendű számítási sebességeket elérni, mint a mai szuperszámítógépek. A yale-i tudósok a kutatás élvonalában állnak, hogy kifejlesszék az első teljesen funkcionális kvantumszámítógépet, és már úttörő munkát végeztek a szupravezető áramkörök kvantumszámításában.
A kvantumszámítást érzékeny adatbitekkel, úgynevezett kvitekkel végezzük, amelyek hibára hajlamosak. Kísérleti kvantumrendszerekben a "logikus" kviteket "kiegészítő" kvitek vezérlik a regisztráció és az azonnali hibajavítás érdekében.
Promóciós videó:
"Kísérletünk a logikus kvitek közötti két-kvbit művelet első bemutatása" - mondja Schoelkopf. "Ez mérföldkő a kvantuminformációk hibajavító kvitekkel történő feldolgozásának útján."
Vladimir Guillen