Høydimensjonal GBS fra en fullt programmerbar fotonisk prosessor. Et periodisk pulstog av enkeltmodus klemte tilstander fra en pulset OPO går inn i en sekvens av tre dynamisk programmerbare sløyfebaserte interferometre. Hver sløyfe inneholder en VBS, inkludert en programmerbar faseskifter, og en optisk fiberforsinkelseslinje. Ved utgangen av interferometeret sendes den Gaussiske tilstanden til et 1-til-16 binært svitsjtre (demux), som delvis demultiplekser utgangen før avlesning av PNR-er. Den resulterende påviste sekvensen av 216 fotonnummer, i omtrent 36 μs, omfatter én prøve. Fiberforsinkelsene og medfølgende strålesplittere og faseskiftere implementerer porter mellom både tidsmessig tilstøtende og fjerntliggende moduser, noe som muliggjør høydimensjonal tilkobling i kvantekretsen. Over hvert løkketrinn er avbildet en gitterrepresentasjon av den flerpartite sammenfiltrede Gauss-tilstanden som progressivt syntetiseres. Det første trinnet (τ) bevirker to-modus programmerbare porter (grønne kanter) mellom nærmeste nabo-modus i én dimensjon, mens den andre (6 τ) og tredje (36 τ) formidler koblinger mellom moduser atskilt med seks og 36 tidsbeholdere i den andre og tredje dimensjonen (henholdsvis røde og blå kanter). Hver kjøring av enheten involverer spesifikasjonen av 1296 reelle parametere, tilsvarende sekvensen av innstillinger for alle VBS-enheter. Kreditt: Natur (2022). DOI: 10.1038 / s41586-022-04725-x
Et team av forskere fra Xanadu i Canada og National Institutes of Standards and Technology, i USA, hevder at deres kvantedatamaskin, Borealis, har oppnådd beregningsfordeler ved å ta på seg utfordringen med bosonprøvetaking. I papiret deres publisert i tidsskriftet Natur, beskriver gruppen datamaskinen deres og hvor godt den presterte når de taklet utfordringen. Daniel Jost Brod, ved Federal Fluminense University, i Brasil, har publisert en News & Views-artikkel i samme tidsskriftutgave som skisserer den korte historien til kvantedatabehandling og arbeidet laget av teamet med denne nye innsatsen.
Som arbeidet fortsetter mot en virkelig brukbar kvanteberegning maskin, tilfører forskningsgrupper mer kraft til enhetene de jobber med, og utsetter dem deretter for beregningsmessige fordelstester. Slike tester er ment å vise at en gitt enhet er i stand til å behandle et problem som vil ta konvensjonelle datamaskiner så lang tid å kjøre at å gjøre det ville være upraktisk.
I denne nye innsatsen tok forskerne på seg utfordringen med bosonprøvetaking ved å bruke en fotonisk maskin som bruker fotoner til å representere qubits. Teknisk kalt Gaussisk boson-prøvetakingsutfordring, innebærer det å forberede lystilstander og lede dem gjennom et nettverk av stråledelere og deretter telle hvor mange av fotonene som kommer til en detektor. De beste moderne datamaskinene henger raskt fast når de prøver utfordringen, mens teorien har antydet at en kvantedatamaskin bør skinne. Tidligere forsøk på å ta utfordringen har involvert bruk av 76 til 113 fotoner. Maskinen bygget av teamet på denne nye innsatsen var i stand til å få tilgang til opptil 219 fotoner, mens den var i gjennomsnitt 125 – et betydelig sprang fremover.
Ved å kjøre utfordring, fant teamet at Borealis var i stand til å utføre den angitte oppgaven på 36 mikrosekunder. Forskerne regnet ut at det ville ha tatt den beste tradisjonelle datamaskin ca. 9000 år på å utføre den samme oppgaven. Denne forskjellen, hevder forskerne, viser beregningsmessige fordeler. Forskerne tok arbeidet sitt et skritt videre ved å teste resultatet gitt av Borealis og viste at det ikke kunne forfalskes, bevis på at svarene den ga var riktige.
Kinesisk fotonisk kvantedatamaskin demonstrerer kvanteoverlegenhet
Lars S. Madsen et al, Quantum beregningsfordel med en programmerbar fotonisk prosessor, Natur (2022). DOI: 10.1038 / s41586-022-04725-x
Daniel Jost Brod, Loops forenkler et oppsett for å øke kvanteberegningsfordelen, Natur (2022). DOI: 10.1038 / d41586-022-01402-x
© 2022 Science X Network
Sitering: Kvantemaskin Borealis oppnår beregningsfordeler ved bruk av programmerbar fotonisk sensor (2022, 2. juni) hentet 5. juni 2022 fra https://phys.org/news/2022-06-quantum-machine-borealis-advantage-programmable.html
Dette dokumentet er underlagt opphavsrett. Bortsett fra enhver rettferdig handel for formålet med private studier eller forskning, kan ingen del reproduseres uten skriftlig tillatelse. Innholdet er kun gitt for informasjonsformål.