MIT inventează o nouă modalitate de comunicare a QPU -urilor – deschizând calea pentru un „supercomputer cuantic” scalabil

Cercetătorii au creat un dispozitiv care permite procesoarelor cuantice să comunice direct între ei – un pas important în dezvoltarea practică Calculatoare cuantice. Ar putea însemna atât o comunicare mai rapidă, cât și mai puțin predispusă la erori între procesoare.

Arhitectura cuantică existentă oferă doar o comunicare limitată între separat Unități de procesare cuantică (Qpus). O astfel de comunicare este „punct la punct”, ceea ce înseamnă că informațiile trebuie transferate într-un lanț pe mai multe noduri înainte de a ajunge la destinație. Acest lucru crește posibilitatea expunerii informațiilor cuantice la zgomot și face mai probabil să apară erori.

Cu toate acestea, noul dispozitiv dezvoltat de oamenii de știință MIT permite comunicarea „atotputernic”, astfel încât toate procesoarele dintr-o singură rețea să poată comunica direct cu orice alt procesor. Cercetătorii și -au prezentat abordarea „demersare la distanță” într -un nou studiu publicat pe 21 martie în Jurnal Fizica naturii.

Îmbinarea la distanță este o stare în care două particule împărtășesc aceeași stare, iar modificările la una îl afectează automat pe celălalt. Distanța dintre cei doi poate fi vastă, fără limită cunoscută în prezent.

În testare, cercetătorii au conectat două procesoare cuantice prin module, fiecare cuprinzând patru Qubits. Unele dintre qubit -urile din fiecare modul au fost însărcinate cu trimiterea fotoniparticule ușoare care pot fi utilizate pentru a transmite date cuantice, în timp ce altele au fost repartizate la stocarea datelor.

Modulele au fost legate împreună cu un fir superconductor numit ghid de undă, modulele care servesc ca o interfață între procesoarele cuantice mai mari și ghidul de undă. Oamenii de știință au spus că orice număr de procesoare ar putea fi conectat în acest fel, creând o rețea extrem de scalabilă.

Cercetătorii au folosit apoi impulsuri cu microunde pentru a stârni un qubit individual pentru a emite fotoni în ambele direcții de -a lungul ghidului de undă.

Înrudite: China atinge o cerere de supremație cuantică cu noul cip 1 cvadrillion de ori mai rapid decât cei mai puternici supercomputere

„Fotonii de pitching și capturarea ne permite să creăm o„ interconectare cuantică ”între procesoarele cuantice non -locale, iar cu interconectări cuantice vine la distanță”, a declarat autorul principal al studiului William D. OliverDirector asociat al Laboratorului de Cercetare de Electronică de la MIT, într -un declaraţie.

Distorsiune fotonică

Îmbrăcăminte este o stare în care două particule devin conectate și împărtășesc informații, chiar și la distanțe vaste. O schimbare într -o particulă încurcată va afecta imediat partenerul său. Este un fenomen critic pentru calculul cuantic, deoarece permite corelarea Qubits și să acționeze ca un singur sistem. Acest lucru, la rândul său, ne permite să creăm algoritmi imposibile cu computerele clasice.

Cu toate acestea, doar mutarea fototonilor înainte și înapoi între module nu creează automat înțelegerea. Pentru a realiza acest lucru, echipa a trebuit să pregătească în mod special atât qubit -urile, cât și fotonul, astfel încât, după ce a fost transferată, modulele au împărtășit un singur foton.

Pentru a forța cele două module să împărtășească același foton, au trebuit să întrerupă impulsurile de emisie de fotoni la jumătatea drumului. Acest lucru a însemnat, în esență, că jumătate din foton a fost absorbit la capătul primitor, în timp ce jumătate a fost păstrată de modulul emitent.

Problema cu această metodă este că fotonul devine distorsionat în timp ce călătorește pe ghidul de undă, ceea ce poate avea impact asupra absorbției și întreruperii legăturii. Pentru a depăși acest defect al arhitecturii, echipa a trebuit să denatura fotonii pentru a încuraja absorbția maximă. Prin distorsionarea fototonilor înainte de transmitere, aceștia au putut ridica nivelurile de absorbție la 60%, suficient pentru a asigura înțelegerea.

Lucrarea se aplică pe scară largă aplicațiilor practice de calcul cuantic, potrivit autorului principal al studiului Aziza AlmanaklyUn student absolvent de inginerie electrică și informatică.

„În principiu, protocolul nostru de generare la distanță poate fi extins și la alte tipuri de computere cuantice și sisteme de internet cuantice mai mari”, a spus Almanakly.