В новом исследовании, опубликованном 23 апреля в журнале Nature Physics, Йельские исследователи «передают» кубит – крошечную часть квантовых данных – от одного физического пункта в микроволновой впадине к отдельному пункту в различной впадине. Это – первый раз, когда непрерывная квантовая передача была сделана по требованию и представляет первый из двух Йельских экспериментов, включающих технологии «подачи-и-выгоды», которые будут изданы в этом году.Квантовое вычисление предлагает возможность скоростей вычисления, которые являются порядками величины быстрее, чем сегодняшние суперкомпьютеры.
Йельские исследователи в центре усилий разработать первые полностью полезные квантовые компьютеры и сделали новаторскую работу в квантовом вычислении со схемами сверхпроводимости.Но для квантового компьютера, чтобы управлять более сложными алгоритмами, будет требоваться больше вычислительной мощности, как классический компьютер делает. Чтобы сделать это, кубиты должны соединяться друг с другом – который является, почему «подача и выгода» способность пригодились бы.«Наш подход должен использовать квантовую сеть, чтобы соединить много кубитов вместе в независимых модулях», сказал Кристофер Акслайн, Йельский аспирант и автор co-лидерства нового исследования. «Стратегия подобна группирующимся компьютерам вместе на локальной сети».
Axline работает в Йельской лаборатории Роберта Шоелкопфа, научного руководителя исследования. Другие авторы co-лидерства исследования – Йельский аспирант Люк Берхарт и бывший Йельский постдокторский партнер Вольфганг Пфафф, который является теперь в Microsoft.Предыдущая работа исследователей позволила им передать кубит, сохраняя его информацию. Теперь они в состоянии поймать информацию, также.
«Вы могли бы думать, ловя наш летающий кубит, будет прямое расширение нашей другой работы, но это на самом деле требует некоторого тщательного лечения», сказал Берхарт. «Это означало варьироваться, как быстро, и в том, какая частота, информация выпущена. Если мы откроем шлюзы и позволим энергии вытечь как можно быстрее, она сокрушит ловца».Вместо этого исследователи тщательно формируют свою подачу-и-выгоду со временем, так, чтобы оба конца сделки были в синхронизации.
Другой сначала для эксперимента – использование впадин – в дополнение к самому кубиту – как память для системы. «Большая часть исследования в нашей лаборатории и в Йельском Квантовом Институте сосредотачивается о том, как использовать в своих интересах способы впадины для квантовой обработки информации», сказал Акслайн. «Впадины сверхпроводимости – самые безопасные места, мы можем хранить квантовую информацию, и еще более важный, впадины гибки относительно формы хранившей информации».Эта квантовая игра подачи и выгоды также включает квантовую запутанность, ключевое понятие в квантовой физике и требование в любом квантовом алгоритме.
В этом случае это означает, что питчер делает подачу и не делает подачу, одновременно.«Мы запутываем государства между питчером и ловцом», сказал Берхарт. «Эта отдаленная запутанность будет крайне важна для квантовых сетей».