Suora viestintä useiden kvanttiprosessorien välillä

Aivan kuten klassisen tietokoneen myös kvanttitietokoneen on tulevaisuudessa viestittävä kvantti-informaatiota useiden prosessorien välillä.

Nykyiset suprajohtavien kvanttiprosessorien väliseen käytetyt arkkitehtuurit ovat "point-to-point"-liitettävyyksiä, mikä tarkoittaa, että ne vaativat sarjan siirtoja verkkosolmujen välillä, mikä lisää virhesuhteita.

Näiden haasteiden voittamiseksi MIT-tutkijat ovat kehittäneet uuden liitäntälaitteen, joka voi tukea skaalautuvaa "kaikki-kaikkiin" -viestintää siten, että kaikki verkon suprajohtavat kvanttiprosessorit voivat kommunikoida suoraan toistensa kanssa.

Työssä saavutettiin deterministinen etälomittuminen käyttämällä kiraalista kvanttiyhteyttä. Kehitetyt kvanttiliitännät helpottavat lomittumisjakaumaa ei-paikallisten laskennallisten solmujen välillä kvanttiverkossa.

Suprajohtaville prosessoreille mikroaaltofotonit ovat luonnollinen keino välittää tätä jakautumista. Monet olemassa olevat arkkitehtuurit rajoittavat kuitenkin solmuyhteyksiä ja suuntaavuutta.

Tutkijat rakensivat kiraalisen kvanttiyhteyden kahden nimellisesti identtisen moduulin välille erillisissä mikroaaltokoteloinneissa. Lähestymistapa käyttää kvantti-interferenssiä mikroaaltofotonien emittoimiseen ja absorboimiseen tarpeen mukaan ja valittuun suuntaan näiden moduulien välillä.

"Tämän työn haasteena oli muotoilla fotoni asianmukaisesti, jotta voimme maksimoida absorptiotehokkuuden", Aziza Almanakly sanoo. Joten protokolla optimoitiin mallintamattomalla vahvistusoppimisella. Sitten he "esivääristivät" fotonin, joten se muotoiltiin parhaalla mahdollisella tavalla maksimoimaan emissio ja absorptio, kun se välitettiin moduulien välillä.

Optimoidun absorptioprotokollan avulla he pystyivät osoittamaan fotonien absorptiotehokkuutta yli 60%. Tämä absorptiotehokkuus on riittävän korkea todistamaan, että tuloksena oleva tila protokollan lopussa on lomittunut, mikä on tärkeä virstanpylväs tässä demonstraatiossa

"Voimme käyttää tätä arkkitehtuuria luodaksemme verkon, jossa on kaikki-kaikkiin liitettävyys. Tämä tarkoittaa, että meillä voi olla useita moduuleja, kaikki saman väylän varrella, ja voimme luoda etäkytkennän minkä tahansa valitsemamme parin välille", Beatriz Yankelevich sanoo.

Aiheesta aiemmin:

Uusia menetelmiä turvalliseen kvanttitiedonsiirtoon

Tuovatko fononi ja fotoni kvantti-internetin?

Tutkijat teleportoivat kvantti-informaatiota kvanttiverkossa