Største 3D-kvantechip nogensinde til at øge analog kvanteberegning

Kinesiske forskere Xianmin Jin og hans kolleger fra Shanghai Jiao Tong University har med succes fremstillet den største skalerede kvantechip og demonstreret de første todimensionelle kvantevandringer af enkeltfotoner i det virkelige rumlige rum, som kan give en kraftfuld platform til at øge analog kvanteberegning for kvanteoverlegenhed.

Siden begyndelsen af ​​sidste år har IBM, Google, Intel og rivaler har konkurreret om at sætte nye rekorder på det opnåede antal qubits inden for kvantecomputerudvikling. Imidlertid, universelle kvantecomputere er langt fra mulige, indtil fejlkorrektion og fulde forbindelser mellem det stigende antal qubits kan realiseres. I modsætning, analoge kvantecomputere, eller kvantesimulatorer kan bygges på en ligetil måde til at løse praktiske problemer direkte uden fejlkorrektion, og potentielt slå den computerkraft, klassiske computere har i den nærmeste fremtid.

Som en kraftfuld og ligetil tilgang til analog kvanteberegning, kvantegangen i et todimensionelt array kortlægger visse beregningsopgaver ind i koblingsmatrixen for kvantestierne, og giver effektive løsninger på selv klassisk problematiske problemer. Fremtrædende kvantefordele kan opnås, så længe kvantesystemernes omfang går over et betydeligt stort niveau. Xianmin Jin et al er nu i stand til at fremstille en tredimensionel fotonisk chip med en skala op til 49 × 49 noder ved hjælp af en teknik kaldet femtosekund direkte skrivning. Det er den hidtil største skalerede chip, der gør det muligt at realisere denne todimensionale kvantetur i det virkelige rumlige rum, og giver forskere mulighed for at udforske mange nye kvanteberegningsopgaver.

Dette arbejde viser, at dimensionen og omfanget af kvantesystemet kan bruges som nye ressourcer til at øge kvanteberegningskraften. I løbet af de sidste to årtier har at øge fotonantallet har udgjort en udfordring, hvilket resulterer i sandsynlig generering af enkeltfotoner og multiplikativt tab. Denne geniale alternative metode til at øge den eksterne fysikkedimension og kompleksitet af kvanteudviklingssystemet kan fremskynde fremtidig analog kvanteberegning.