Kopenhagos universiteto mokslininkai nustūmė savo kvantinę technologiją taip toli, kad klasikinės skaičiavimo technologijos nebegalima atsekti. Jie sukūrė lustą, kurį galima finansiškai paremti ir panaudoti kuriant ateities kvantinį treniruoklį. Jų rezultatai dabar skelbiami Mokslo pažanga,
Pirma buvo „Google“. Dabar Kopenhagos universiteto Nilso Bohro instituto mokslininkai, bendradarbiaudami su Bochumo universitetu, prisijungė prie „Google“ varžybų dėl pirmojo pasaulyje kvantinio kompiuterio sukūrimo, kurį jie vadina „dideliu proveržiu“.
„Dabar mes turime įrankį sukurti kvantinį treniruoklį, kuris gali pranokti klasikinį kompiuterį. Tai yra didelis žingsnis į priekį և pirmasis žingsnis į neištirtą sritį kvantinės fizikos pasaulyje “, – sakė Peteris Lodalis, Hibridinių kvantinių tinklų centro (Hy-Q) profesorius.
Visų pirma, mokslininkai sukūrė mažesnio nei dešimtadalio žmogaus plaukų storio nanokarpą. Lustas leidžia joms gaminti pakankamai stabilias šviesos daleles, žinomas kaip fotonus, užkoduotas kvantinės informacijos, kad būtų patobulinta technologija, taip pasiekiant vadinamąjį „kvantinį pranašumą“. Valstybei, kurioje kvantinis prietaisas gali išspręsti, skaičiavimo užduotis suteikiama greičiau nei galingiausiam pasaulyje superkompiuteriui.
10 milijonų eurų patirtis
Nors mokslininkams vis dar tenka eksperimentuoti su tikru „kvantiniu pranašumu“, jų straipsnis Mokslo pažanga įrodo, kad jų mikroschema sukuria kvantinius mechaninius išteklius, kuriuos galima panaudoti norint gauti „kvantinį pranašumą“ pasitelkiant jau demonstruotas technologijas.
Norėdami tai pasiekti, turite sugebėti valdyti apie 50 kvantinių bitų, dvylikos nulio „kubito“, prilygstančio kvantinei fizikai, naujausią bitą, naudojamą mūsų klasikiniuose kompiuteriuose – išsamų eksperimentinį rinkinį, kuris viršija universiteto finansavimą.
Nauja atradimų komanda iš Niels Bohr instituto Kopenhagoje, Danijoje. Autorius: Nilso Bohro institutas
„Mums gali kainuoti 10 milijonų eurų, kad atliktume tikrą eksperimentą, kuris vienu metu stebėtų 50 nuotraukų, kaip tai padarė„ Google “su superlaidžiais kubitais. Mes tiesiog negalime to sau leisti. Tačiau tai, ką mes, mokslininkai, galime padaryti, yra sukurti fotonų šaltinį, įrodyti, kad jį galima panaudoti norint pasiekti „kvantinį pranašumą“. Mes suprojektavome pagrindinį pastatą “, – paaiškina pagrindinis rezultatų autorius, docentas Ravitey Upu.
“Tuo pačiu metu mes panaudosime savo fotonų šaltinius kurdami naujus pažangius kvantinius treniruoklius, kad išspręstume sudėtingas biochemines problemas, kurias, pavyzdžiui, būtų galima panaudoti kuriant naujus vaistus”. Taigi, mes kalbame apie vidurį. Buvimas universitete leidžia įtvirtinti technologijos pagrindą, parodyti galimybes, tuo tarpu galutinis technologinis tobulėjimas reikalauja didesnių investicijų. „Mes sieksime sukurti stiprų Europos akademinių ir pramonės partnerių konsorciumą, orientuotą į„ kvantinio pranašumo “fotonų kvantinių imitatorių kūrimą“, – sakė Peteris Lodalis.
Šviesi kvantinio skaičiavimo ateitis
Kvantinių kompiuterių kvantinių kompiuterių pasaulyje yra įvairių mokyklų, priklausomai nuo to, kuris iš „kvantinių statybinių blokų“ prasideda – atomai, elektronai ar fotonai. Kiekviena platforma turi savo pliusų ir minusų, sunku nuspėti, kuri technologija laimės.
Pagrindinis lengvųjų kvantinių kompiuterių privalumas yra tai, kad dabar yra technologijos, skirtos padidinti iki daugybės uolekčių dėl telekomunikacijų pramonei sukurtų pažangių fotonų lustų. Pagrindinis fotonų uolekčių kūrimo uždavinys yra tai padaryti pakankamai kokybiškai. Būtent čia Kopenhagos tyrėjai padarė savo proveržį.
„Danija և Europoje yra išdidi kvantinės optikos tyrimų tradicija, tuo pat metu stipri telekomunikacijų pramonės infrastruktūra. Būtų tikrai įdomu sujungti šias jėgas į didelio masto iniciatyvą, skirtą fotonų kvantiniams kompiuteriams. „Būtų nuostabu dalyvauti procese, kuris tęsiasi nuo pagrindinės kvantinės fizikos iki naujų technologinių programų“, – sakė Peteris Lodalis.
Faktai:
- Mokslininkai sukūrė nanoklipą, galintį pagaminti šimtus šviesos dalelių (fotonų), kurios gali būti naudojamos dideliems duomenų kiekiams kaupti kvantinės informacijos pavidalu.
- Nanokompozicijos metu gaunamos šviesos dalelės, kuriose yra informacijos և gali būti naudojamos kaip aparatas rytojaus kvantiniuose kompiuteriuose, kaip ir įprastuose kompiuteriuose šiandien naudojami elektriniai tranzistoriai.
- Tyrimą finansuoja Danijos nacionalinis tyrimų fondas, Europos tyrimų taryba և Danijos mokslo, technologijų և inovacijų agentūra և, bendradarbiaudama su Bochumo universitetu Vokietijoje.
Nuoroda. Ravitey Upui, Freja T. Pedersen, Ying Wang, Cecilie T. Olesen, Camille Papon, Xiaoyan Zhou, Leonardo Midolo, Sven Scholz, Andreas D. Wieck, Arne Ludwig և Peter Lodahl, „Scalable Integrated Single Photon Source“, gruodžio 9 d., 2020 m Mokslo pažanga,
DOI: 10.1126 / sciadv.abc8268: