Физики продемонстрировали квантовую телепортацию между двумя кубитами

МЕНЮ


Искусственный интеллект. Новости
Поиск
Регистрация на сайте
Сбор средств на аренду сервера для ai-news

ТЕМЫ


Новости ИИРазработка ИИВнедрение ИИРабота разума и сознаниеМодель мозгаРобототехника, БПЛАТрансгуманизмОбработка текстаТеория эволюцииДополненная реальностьЖелезоКиберугрозыНаучный мирИТ индустрияРазработка ПОТеория информацииМатематика

Авторизация



RSS


RSS новости

Новостная лента форума ailab.ru


Команда ученых из Йельского университета экспериментально продемонстрировала один из ключевых шагов в построении архитектуры квантовых компьютеров - «телепортации» квантовых ворот между двумя логическими кубитами.

Квантовый компьютер имеет потенциал для эффективного решения проблем, которые невозможно решить с помощью классических компьютеров.

Однако создание крупномасштабного квантового процессора - зачада сложная из-за ошибок и "шумов", присущих квантовым системам реального мира.

Одним из подходов к решению этой проблемы является использование модульности - стратегия, используемая часто в природе и технике для надежного построения сложных систем.

«Квантовая модульная архитектура состоит из набора модулей, которые функционируют как небольшие квантовые процессоры, подключенные к более крупной сети», - объясняют принцип работы руководители команд профессор Роберт Шёлькопф, доктор Кевин Чоу и их коллеги.
Построение модульной архитектуры и телепортируемых ворот: (а) обзор сети модульной квантовой архитектуры; модули представлены в виде узлов квантовой сети и состоят из кубитов данных (пурпурный) и кубитов (голубой) связи; связь между модулями создается через реконфигурируемые каналы связи, которые могут быть включены (темно-фиолетовые линии) или отключены (светло-фиолетовые линии); (б) квантовые модули; каждый модуль содержит небольшой квантовый процессор, который способен выполнять высокоточные операции среди кубитов данных и кубитов связи; в эксперименте доктора Чоу они создают два модуля, каждый из которых состоит из одного кубита данных (D1 и D2) и одного кубита связи (C1 и C2); (c) телепортационная схема между D1 и D2; телепортационная схема требует: (1) перепутывания между C1 и C2 (фиолетовый меандр), (2) локальных операций, (3) измерения C1 в базе Z и C2 в базе X, где X и Z являются операторами Паули, и (4) классические коммуникации (двойные линии) и прямые операции; (d) экспериментальная реализация (схематический вид сверху) в трехмерной схеме - квантово-электродинамическая реализация; каждый модуль состоит из кубита данных, определенного как коаксиальная четвертьволновая (? / 4) трехмерная полость (пурпурный), кубит связи, определяемый как Y-образный транскон-кубит (голубой) и фильтрованный кварлоарным, / 2 резонатора с полосковым считыванием (черный); в этом эксперименте два модуля связаны дополнительным режимом, реализованным как коаксиальная ? / 4 3D полость (фиолетовая)
«Модули в этой архитектуре имеют естественную изоляцию друг от друга, что уменьшает нежелательные взаимодействия через более крупную систему».
«Однако эта изоляция также делает выполнение операций между модулями отдельной задачей. Телепортационные ворота - это способ реализации межмодульных операций ».

Используя теоретический протокол, разработанный в 1990-х годах, профессор Шоелкопф, доктор Чжоу и соавторы продемонстрировали квантовую операцию или «ворота», не полагаясь на какое-либо прямое взаимодействие.

«Наша работа - это первый раз, когда этот протокол был продемонстрирован там, где классическое взаимодействие происходит в режиме реального времени, что позволяет нам выполнять "детерминированную" операцию, которая выполняет желаемую операцию каждый раз», - сказал доктор Чжоу.
«Квантовые вычисления выполняются с помощью битов данных, называемых кубитами, которые подвержены ошибкам», - добавил профессор Шёлькопф.
«В экспериментальных квантовых системах "логические" кубиты контролируются "вспомогательными" кубитами, чтобы немедленно обнаружить и исправить ошибки».
«Наш эксперимент также является первой демонстрацией двух-кубитовой операции между логическими кубитами».
«Это веха в квантовой обработке информации с использованием исправляемых ошибок кубитов».

Источник: m.vk.com

Комментарии: