Penyelidik di Universiti Yale telah menunjukkan salah satu langkah penting dalam reka bentuk komputer kuantum modular: "teleportasi" sengaja dari pintu kuantum antara dua qubit.
Penyelidikan ini diterbitkan dalam jurnal Nature. Prinsip utama karya ini adalah teleportasi kuantum, sifat unik mekanik kuantum, yang sebelumnya digunakan untuk memindahkan keadaan kuantum yang tidak diketahui antara dua pihak tanpa secara fizikal menghantar negara itu sendiri. Menggunakan protokol teoritis yang dikembangkan pada tahun 1990-an, para saintis Yale secara eksperimen menunjukkan operasi kuantum - gerbang - tanpa interaksi langsung. Pintu seperti itu diperlukan untuk pengkomputeran kuantum, yang bergantung pada rangkaian sistem kuantum individu - seni bina yang dipercayai oleh banyak penyelidik dapat mengimbangi kesalahan yang terdapat pada pemproses pengkomputeran kuantum.
Pasukan yang diketuai oleh penyelidik utama Robert Schoelkopf dan bekas pelajar siswazah Kevin Chow sedang meneroka pendekatan modular untuk pengkomputeran kuantum. Modulariti yang wujud dalam segala hal, dari organisasi sel biologi hingga ke enjin roket SpaceX terbaru, terbukti menjadi strategi yang berkesan dalam membangun sistem yang besar dan kompleks. Senibina modular kuantum terdiri daripada sekumpulan modul yang berfungsi sebagai pemproses kuantum kecil yang disambungkan ke rangkaian yang lebih besar.
Modul dalam seni bina ini secara semula jadi terpisah antara satu sama lain, yang menghalang interaksi yang tidak diingini di seluruh sistem yang lebih besar. Walau bagaimanapun, pengasingan ini juga menyukarkan urus niaga antara modul. Teleport gerbang adalah cara melakukan operasi antara modul.
Gambaran keseluruhan rangkaian seni bina kuantum dalam kajian baru.
"Pekerjaan kami adalah pertama kalinya protokol ini ditunjukkan, di mana komunikasi klasik berlaku dalam waktu nyata, yang memungkinkan operasi 'deterministik' yang melakukan proses yang diperlukan setiap waktu," kata Chow.
Komputer kuantum yang berfungsi sepenuhnya berpotensi untuk mencapai pesanan kelajuan komputasi yang lebih tinggi daripada komputer super masa kini. Para saintis Yale berada di barisan depan penyelidikan untuk mengembangkan komputer kuantum yang berfungsi sepenuhnya pertama dan telah melakukan pekerjaan inovatif dalam pengkomputeran kuantum dengan rangkaian superkonduktor.
Pengkomputeran kuantum dilakukan dengan bit data sensitif yang dikenali sebagai qubit, yang terdedah kepada ralat. Dalam sistem kuantum eksperimen, qubit "logik" dikendalikan oleh qubit "tambahan" untuk pendaftaran dan pembetulan kesilapan segera.
Video promosi:
"Eksperimen kami adalah demonstrasi pertama operasi dua-qubit antara qubit logik," kata Schoelkopf. "Ini adalah tonggak dalam proses memproses maklumat kuantum dengan qubit yang membetulkan ralat."
Vladimir Guillen
