Kvanttitietotekniikan maali on jo tähtäimessä

Kun PsiQuantum-yhtiön tavoitteena on rakentaa maailman ensimmäinen täysitoiminen suuren kubittimäärän kvanttitietokone vuoteen 2027 mennessä piifotoniikkaan ja nykyiseen puolijohdetekniikkaan perustuen niin kaksi jo kaupallisilla markkinoilla operoivaa yhtiötä tavoittelevat päämääriänsä askel kerrallaan.

Quantinuum -yhtiö on syyskuussa osoittanut loogisen kubitin vikasietoisen korkealaatuisen teleportaation, joka on kriittinen osa teknologiaa, jota tarvitaan täyden mittakaavan vikasietoiseen kvanttilaskentaan.

Yhtiön tutkijatiimiä motivoi tähän työhön US Government Intelligence Advance Research Projects Activity (IARPA), joka asetti haasteen toteuttaa korkealaatuista teleportaatiota tavoitteenaan edistää tieteen tasoa yleisessä vikasietoisessa kvanttilaskennassa.

Quantinuumin demonstraatio tästä merkitsee ensimmäistä kertaa, että mielivaltainen kvanttitila on teleportoitu loogisella tasolla. Eli kyseessä on kubittijoukon kollektiivinen tila joka teleportoidaan yhdestä fyysisten kubittien joukosta toiseen fyysisten kubittien joukkoon.

Tämä on myös ensimmäinen osoitus täysin vikasietoisen tilan teleportaatiopiirin versiosta, joka hyödyntää reaaliaikaista kvanttivirheen korjausta (QEC).

Lisäksi yhtiön QCCD-arkkitehtuuri, jossa ei ole kiinteää kubitin paikannusta, voi käyttää erilaisten loogisten avainnusvaihtoehtoja, joilla saattoi optimoida kokeellisia todellisuuksia. Saavutus toteutettiin Honeywellin tuottaman H2-kvanttiprosessorilla.

Lisäksi tämän työ kokeet suunniteltiin loogisella tasolla käyttämällä loogisen tason ohjelmointikieltä nimeltä Simple Logical Representation (SLR). Järjestelmää ei enää ohjelmoida fyysisellä tasolla, vaan on siirrytty yksi "abstraktiokerros" ylöspäin.

Yhtiön seuraava virstanpylväs on Quntinuum Honeywell Helios -prosessori, joka ylittänee klassiset ominaisuudet vuonna 2025. Sitä seuraa viidennen sukupolven Apollo-järjestelmä, joka vuosikymmenen lopulla tarjoaa tuhansia fyysisiä kubitteja.

Jo vuonna 2015 perustettu IonQ kertoo puolestaan osoittaneensa kahden erikseen olevan ionin lomittumisen. Tämä saavutus toteuttaa ensimmäisen lomittumisen kaupallisessa ympäristössä, jossa on kaksi kubittia kahdessa erillisessä ioniloukussa

Yhtiö kertoo saavutuksen olevan jo toinen virstanpylväs matkalla kohti kvanttijärjestelmiensä skaalausta. Helmikuussa yhtiö julkisti ioni-fotoni-lomittumisen ja tämä nyt syyskuussa julkistettu demonstraatio esittelee toisen neljästä merkittävästä virstanpylväästä, jotka vaaditaan fotonisten yhteysliitäntöjen kehittämiseksi.

Seuraava jo työn alla oleva vaiheen on tarkoitus osoittaa, että tämän lomittumisen voi siirtää monimutkaisempien algoritmien laskentakubitteihin. Tällainen lomittuminen voidaan siirtää kahden kubitin vaihtoporttien kautta kahden lomittuneen kvanttiprosessorin (QPU) muodostamiseksi. Näin voidaan laajentaa kvanttilaskentaan käytettävissä olevien kubittien määrää.

Perimmäinen tavoite on skaalata fotonisia keskinäisiä yhteyksiä kahden solmun yli. Kun useat QPU:t on verkotettu yhteen ohjelmallisesti, voimme ajaa erittäin leveitä piirejä hyödyntämällä kaikkia verkon kubitteja rinnakkain.

Eli yhtiön tavoitteena on modulaarinen useista kvanttiprosessoreista verkon kautta toimiva kvanttitietokone.

Aiheesta aiemmin:

Tulevaisuuden kubitti luotiin kvanttiprosessoriin

Atomeilla ja spineillä

Tiedemiehet avaavat oven "kvanttivalon" manipulointiin