Oversigt over apparater. en, Ækvivalent kvantekredsløbsdiagram, der illustrerer funktionaliteten af den fotoniske hardware. Op til otte tilstande initialiseret som vakuum presses med klemmeparametre rk og vikles ind (via den faste to-mode enhedstransformation U (2) svarende til en 50/50 strålesplitter med den relative indgangsfase indstillet til at producere to-mode klemning ved output) for at danne to-mode pressede vakuumtilstande. Programmerbare fire-mode rotation porte (SU (4) transformation, repræsenteret ved de store bokse mærket U4) anvendes på hvert firemodus-underrum. Alle otte tilstande læses individuelt op ved målinger i Fock -basis. b, Gengivelse af chippen (baseret på et mikrograf af den faktiske enhed), der viser fiberoptiske ind- og udgange, og on-chip moduler til sammenhængende pumpeeffektfordeling, klemmer, pumpefiltrering og programmerbare lineære optiske transformationer. c, Skematisk oversigt over fuldt apparat og kontrolsystem. Hele (stiplede) sorte linjer angiver digitale (analoge) elektroniske signaler; blå linjer angiver optiske signaler. DAC, digital-til-analog converter; DAQ, dataindsamling; PNR, foton nummeropløsning. d, Fotografi af hele systemet (bortset fra fotononummeropløsende detektorhardware), som er monteret i et standard serverrack. Kredit: Natur (2021). DOI:10.1038/s41586-021-03202-1
Et team af forskere og ingeniører ved det canadiske firma Xanadu Quantum Technologies Inc., arbejder med National Institute of Standards and Technology i USA, har udviklet en programmerbar, skalerbar fotonisk kvantechip, der kan udføre flere algoritmer. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Natur , gruppen beskriver, hvordan de lavede deres chip, dens egenskaber og hvordan den kan bruges. Ulrik Andersen ved Danmarks Tekniske Universitet har udgivet et nyheder og synspunkter i samme journaludgave, der beskriver aktuel forskning om kvantecomputere og teamets arbejde i Canada.
Forskere rundt om i verden arbejder på at bygge en virkelig nyttig kvantecomputer, der kan udføre beregninger, der ville tage traditionelle computere millioner af år at udføre. Til dato, de fleste sådanne bestræbelser har været fokuseret på to hovedarkitekturer-dem, der er baseret på superledende elektriske kredsløb og dem, der er baseret på fanget-ion-teknologi. Begge har deres fordele og ulemper, og begge skal fungere i et afkølet miljø, gør dem svære at skalere. At få mindre opmærksomhed er arbejde ved hjælp af en fotonisk-baseret tilgang til at bygge en kvantecomputer. En sådan fremgangsmåde er blevet betragtet som mindre gennemførlig på grund af de problemer, der er forbundet med at generere kvantetilstande og også ved at omdanne sådanne tilstande efter behov. En stor fordel, fotonisk-baserede systemer ville have i forhold til de to andre arkitekturer, er, at de ikke skulle køles ned-de kunne arbejde ved stuetemperatur.
I denne nye indsats, gruppen på Xanadu har overvundet nogle af problemerne forbundet med fotoniske baserede systemer og skabt en fungerende programmerbar fotonisk kvantechip, der kan udføre flere algoritmer og også kan skaleres op. De har kaldt det X8 fotonisk kvantebehandlingsenhed. Under drift, chippen er forbundet med det, teamet på Xanadu beskriver som en "presset lyskilde" - infrarøde laserpulser, der arbejder med mikroskopiske resonatorer. Dette skyldes, at det nye system udfører kontinuerlig variabel kvanteberegning frem for at bruge enkeltfotongeneratorer.
Som en del af sin meddelelse, Xanadu -repræsentanter bemærkede, at deres nye system er den første fotoniske kvanteberegningsplatform, der gøres tilgængelig for offentligheden. Dem, der ønsker at køre applikationer på den, kan vælge systemer, der kører 8 eller 12 qubits over Xanadus kvantesky.
© 2021 Science X Network