Introduktion af den største kvantefotoniske processor til dato

Kvantecomputere lover at drive databehandling langt ud over, hvad nutidens computere er i stand til, men dette potentiale er endnu ikke realiseret. I deres søgen efter en måde at demonstrere kvanteoverherredømme på, udvikler forskere, der arbejder i det EU-finansierede PHOQUSING-projekt, et hybridt beregningssystem baseret på banebrydende integreret fotonik, der kombinerer klassiske og kvanteprocesser.

Projektets mål er at udvikle en kvantesamplingmaskine, der vil sætte Europa i front inden for fotonisk kvanteberegning. Med dette mål for øje har PHOQUSING-projektpartner QuiX Quantum i Holland skabt den største kvantefotoniske processor, der er kompatibel med kvanteprikker (nanometer-størrelse halvlederkrystaller, der udsender lys i forskellige farver, når de belyses af ultraviolet lys). Processoren er den centrale komponent i kvantesamplingsmaskinen, en kortsigtet kvantecomputerenhed, der er i stand til at vise en kvantefordel.

"Kvanteprøvetagningsmaskiner baseret på lys menes at være meget lovende til at vise en kvantefordel," rapporterer en nyhed på QuiX Quantum-webstedet. "Problemet med at tegne prøver fra en sandsynlighedsfordeling, matematisk for kompleks til en klassisk computer, kan let løses ved at lade lys forplante sig [sic] gennem sådanne kvanteprøveudtagningsmaskiner. I selve kernen af ​​kvanteprøveudtagningsmaskiner er der lineære i stor skala optiske interferometre, dvs. fotoniske processorer."

Et kig på chippen

Processoren, som forskerholdet udviklede, er en "rekordstørrelse" 20-mode siliciumnitrid fotonisk chip, der er optimeret til brug ved det nær-infrarøde bølgelængdeområde, der opererer ved en bølgelængde på 925 nanometer. Ifølge en webinar-video, der præsenterer processoren, gør de 20 inputtilstande med 190 enhedsceller og 380 tunbare elementer sandsynligvis denne processor til den mest komplekse fotoniske chip, der er tilgængelig i dag. Udover det store antal tilstande omfatter nøglefunktionerne ved den kvantefotoniske processor lave optiske tab (på 2,9 decibel pr. tilstand) og høj kvalitet (99,5 % for permutationsmatricer og 97,4 % for Haar-tilfældige matricer). Den nøglefærdige processor muliggør også kvanteinterferens med høj synlighed (98 %).

Prof. Fabio Sciarrino siger, "Den etablerede højtydende fotoniske teknologi leveret af QuiX Quantum er afgørende for projektets succes, da det imødekommer behovet for videnskab-til-teknologi overgang, der er nødvendig for at udvikle nyttig kvanteberegning." Projektet samler syv partnere fra Frankrig, Italien, Holland og Portugal:fem akademiske organisationer og forskningsorganisationer og to industrielle aktører, alle europæiske førende inden for kvanteinformationsbehandling og integreret fotonik. + Udforsk yderligere

Kvantemaskine Borealis opnår beregningsfordele ved hjælp af programmerbar fotonisk sensor