Kinesisk fotonisk kvantecomputer demonstrerer kvanteoverherredømme

Et team af forskere tilknyttet flere institutioner i Kina har bygget og testet en fotonisk kvantecomputer, der demonstrerer kvanteoverherredømme. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , gruppen beskriver deres computer, som de kalder Jiuzhang, og hvor godt det klarede sig under udførelsen af ​​Gaussisk bosonprøvetagning.

Kvantecomputere har været i nyhederne på det seneste, da forskere forsøger at afgøre, om de kan opfylde forventningerne. Kvantecomputere kunne i høj grad udkonkurrere konventionelle maskiner på visse opgaver. Målet er at opnå det, der er blevet kendt som "kvanteoverherredømme" - hvor en kvantecomputer kan udkonkurrere konventionelle computere på mindst én type opgave. Indtil nu, kun én computer har nogensinde opnået denne bedrift – Googles Sycamore-enhed. Og fordi feltet stadig er så nyt, forskere verden over arbejder på vidt forskellige designs. Sycamore var baseret på qubits repræsenteret af superledende materialer. I denne nye indsats, holdet i Kina har udviklet en foton-baseret kvantecomputer, der er i stand til at udføre en enkelt specifik type beregning – bosonprøvetagning.

Bosonsampling er et middel til at beregne output fra et lineært optisk kredsløb, der har flere input og output. Det udføres ved at konstruere en maskine, hvor fotoner sendes ind i et kredsløb parallelt, og en gang indenfor, opdeles af stråledelere. De splittede fotoner fortsætter gennem kredsløbet, støder på spejle og andre stråledelere. Især hvis to fotoner tilfældigvis støder på den samme splitter samtidigt, begge uopdelte fotoner vil følge en af ​​stierne væk fra splitteren. Processen gentages, resulterer i en fordeling af tal, der repræsenterer netværkets output. Konventionelle computere hænger meget hurtigt fast, når de forsøger at beregne fordelinger af et sådant system. Jiuzhang blev bygget til at håndtere 100 indgange og 100 udgange ved hjælp af 300 stråledelere og 75 spejle.

Forskerne fandt ud af, at det tog Jiuzhang cirka 200 sekunder at give et svar. De bemærkede, at det ville have taget verdens hurtigste supercomputer cirka 2,5 milliarder år at udføre de samme beregninger - et klart eksempel på kvanteoverlegenhed.

© 2020 Science X Network