Zespół naukowców i inżynierów z kanadyjskiej firmy Xanadu Quantum Technologies Inc., współpracujący z National Institute of Standards and Technology w USA, opracował programowalny, skalowalny fotoniczny chip kwantowy, który może wykonywać wiele algorytmów. W artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature grupa opisuje, w jaki sposób wykonali swój chip, jego cechy i sposób, w jaki można go używać. Ulrik Andersen z Politechniki Danii opublikował artykuł w News & Views w tym samym numerze czasopisma, przedstawiający aktualne badania nad komputerami kwantowymi oraz prace zespołu w Kanadzie.

Naukowcy na całym świecie pracują nad zbudowaniem naprawdę użytecznego komputera kwantowego, który może wykonywać obliczenia, których wykonanie tradycyjnym komputerom zajęłoby miliony lat. Do tej pory większość takich wysiłków skupiała się na dwóch głównych architekturach - opartych na nadprzewodzących obwodach elektrycznych i tych opartych na technologii uwięzionych jonów. Obie mają swoje wady i zalety, a obie muszą działać w przechłodzonym środowisku, co utrudnia ich skalowanie.

Dsrgtaeghwhjwreh


Mniej uwagi poświęca się pracy z wykorzystaniem podejścia opartego na fotonice do budowy komputera kwantowego. Takie podejście było postrzegane jako mniej wykonalne ze względu na problemy nieodłącznie związane z generowaniem stanów kwantowych, a także z przekształcaniem takich stanów na żądanie. Dużą zaletą systemów opartych na fotonice, które miałyby przewagę nad pozostałymi dwiema architekturami jest to, że nie musiałyby być chłodzone i mogłyby pracować w stałej temperaturze pokojowej.

W ramach tych nowych wysiłków grupa naukowców z Xanadu przezwyciężyła niektóre problemy związane z systemami opartymi na fotonice i stworzyła działający programowalny fotoniczny chip kwantowy, który może wykonywać wiele algorytmów i może być skalowany w górę. Nazwali go fotoniczną kwantową jednostką przetwarzającą X8.


Xanaduannoun


Podczas pracy chip jest połączony z tym, co zespół w Xanadu opisuje jako źródło "ściśniętego światła" - podczerwone impulsy laserowe współpracujące z mikroskopijnymi rezonatorami. Dzieje się tak, ponieważ nowy system wykonuje ciągłe zmienne obliczenia kwantowe, zamiast korzystać z generatorów pojedynczych fotonów.

Naukowcy z Xanadu i National Institute of Standards and Technology połączyli dostępne obecnie osiągnięcia technologiczne, aby stworzyć jeden zintegrowany układ optyczny, który generuje osiem kubitów. Obliczenia przeprowadza się, przepuszczając fotony przez złożony obwód złożony z interferometrów Mach-Zehndera. W obwodzie każdy kubit interferuje ze sobą i niektórymi innymi kubitami w każdym interferometrze.


W ramach ogłoszenia przedstawiciele Xanadu zauważyli, że ich nowy system jest pierwszą dostępną publicznie fotoniczną platformą obliczeń kwantowych. Ci, którzy chcą uruchamiać na nim aplikacje, mogą wybrać systemy z 8 lub 12 kubitami w chmurze kwantowej Xanadu.