Kohti modulaarista kvanttitietokonetta01.02.2025
Kiinnostus tällaisten kohinaisten keskikokoisten kvanttikoneiden hyödyntämiseen onkin ollut hiipumassa lähiaikoina. Sen sijaan tutkimus on kääntynyt laitteistojen virheenkorjausta ja vikasietoisuutta tukevaan kehitystyöhön. Kanadalainen Xanadu on toteuttanut näihin näkemyksiin perustuen uuden Aurora koneen ja tieteellisen tutkimuksen tasolla Modulaarisen fotonisen kvanttitietokoneen skaalauksen ja verkottamisen. Fotoniikka tarjoaa lupaavan alustan kvanttilaskentaan, koska saatavilla on siruintegraatio massavalmistettaville moduuleille, kuituoptiikka verkkokäytölle ja useimpien komponenttien huonelämpötilaisen käytön. Tarvitaan kuitenkin kokeellisia demonstraatioita kokonaisista integroiduista järjestelmistä, jotka sisältävät kaikki perustoiminnot yleistä ja vikasietoista toimintaa varten. Xanadun tutkijat rakensivat vähemmän tehokkaan mittakaavamallin kvanttitietokoneesta käyttämällä 35 fotonisirua sen toimivuuden ja toteutettavuuden osoittamiseksi. Auroran 35 fotonista sirua on verkotettu yhteen Yhdessä kokeilussa tutkijat käyttivät järjestelmää jatkuvasti kahden tunnin ajan ja seurasivat klusterin tilassa esiintyvää lomittumista yli 86 miljardissa tilassa – suurin määrä, joka on koskaan saavutettu tällaisessa kontekstissa. Kvanttikorrelaatioita käytettiin myös sen varmistamiseksi, että yhden kellojakson dekoodaustoiminnot toimivat oikein. Tämä jälkimmäinen ominaisuus viittaa kykyyn tehdä kvanttimittauksia, sitten nopeasti (käyttäen klassisia ohjaimia, tässä tapauksessa FPGA:ita) havaita virheet sekä laskea ja toteuttaa korjaavat kvanttiportit seuraavassa kvanttikellojaksossa kertoo Zachary Vernon yhtiön julkaisemassa plogijulkaisussaan. Tutkimuspäätelmissään tutkijat toteavat kuitenkin, että vaikka Auroran kaltaisten järjestelmien esittelyt auttavat rakentamaan luottamusta kvanttilaskennan fotonisen lähestymistavan skaalautumiseen, nykyisen suorituskyvyn ja vikasietoisuuden välillä on edelleen aukko – kuten kaikissa laitteistoissa. Vaikka parannuksia tarvitaan kubitin synteesistä ja prosessoinnista vastaavien moduulien siirtämiseksi prototyypeistä massavalmistukseen, tuloksemme osoittavat, että nykypäivän teknologinen tausta fotonisten sirujen valmistuksessa, klassisessa ohjauselektroniikassa ja valokuituverkotuksessa mahdollistaa modularisoinnin ja realistisen fotonisen arkkitehtuurin skaalaaminen vikasietoiseen kvanttilaskentaan. Aiheesta aiemmin: Kubitti, jossa on sisäänrakennettu virheenkorjaus Teollisesti valmistettava kvanttimuisti Kvanttitietotekniikan maali on jo tähtäimessä |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.