Ein internationales Team von Wissenschaftlern aus Australien, Japan und den USA hat einen Prototyp eines großen Quantenprozessors erstellt, der vollständig aus Laserlicht besteht.
Das Konzept eines solchen Prozessors wurde vor etwas mehr als zehn Jahren entwickelt. Dieser Prozessor verfügt über eine skalierbare Architektur, mit der Sie die Anzahl der aus Licht bestehenden Quantencomputerknoten nahezu unendlich erhöhen können.
Moderne Quantenprozessoren sind große, komplexe und teure Geräte, deren Architektur schwer groß zu skalieren ist “, schreiben die Forscher.
Der von uns gewählte Ansatz konzentriert sich zunächst auf die Skalierung, da der Prozessor, der als Gruppenstatus bezeichnet wird, vollständig aus Licht besteht.
Ein Cluster-Status ist eine große Anzahl von verschränkten Quantenkomponenten, mit denen Sie Quantencomputer ausführen, Informationen übertragen und alle erforderlichen Grundfunktionen ausführen können.
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„Damit der Gruppenzustand in der realen Welt verwendet werden kann, muss er sowohl groß sein als auch die richtige Struktur der Verschränkung von Elementen aufweisen. In einem Jahrzehnt der Forschung in dieser Richtung war kein einziger geschaffener Gruppenstaat praktikabel, da er in einem von zwei oder beiden Fällen gescheitert ist "- schreiben die Forscher." Unsere Implementierung war die erste, die in jeder Hinsicht erfolgreich war.
Um einen Gruppenzustand zu erzeugen, verwendeten die Wissenschaftler spezielle Kristalle, die gewöhnliches Laserlicht in eine spezielle Quantenform umwandeln, die als gequetschtes Licht bezeichnet wird. Dieses komprimierte Licht, das durch ein komplexes System aus Spiegeln, optischen Splittern, optischen Fasern und anderen optischen Komponenten übertragen wird, ermöglicht es, im Arbeitsraum einen zweidimensionalen Gruppenzustand mit einer Größe von 5 x 1240 Knoten zu erhalten. Jeder Knoten ist eine separate Quantenkomponente (Qubit), die unabhängig oder gemeinsam mit anderen Quanteninformationen verarbeiten kann.
Und obwohl der Komprimierungsgrad dieses Zustands, der seine Qualität bestimmt, für die Lösung praktischer Rechenprobleme noch gering ist, deutet alles darauf hin, dass die von Wissenschaftlern gewählten Prinzipien praktikabel sind und sie in naher Zukunft in der Lage sein werden, den erforderlichen Komprimierungsgrad des Gruppenzustands zu erreichen.
„In unserer Arbeit haben wir einen groß angelegten Gruppenzustand geschaffen, dessen Struktur bereits einige Quantenberechnungen ermöglicht“, schreiben die Forscher. „All dies ist der allererste Beweis dafür, dass die zugrunde liegenden Ideen umsetzbar sind, die Schaffung eines„ leichten “Quantenprozessors machbar ist und die erstellte Architektur realisierbar ist skalierbar auf jede Komplexitätsstufe."
