Екип от базираната в Хефей Guizhen Chip Technology, работещ с групата на професор Ren Xifeng в Ключовата лаборатория за квантова информация на Университета за наука и технологии на Китай, отчете ключов резултат за оптични квантови изчисления с общо предназначение. Използвайки персонализиран програмируем фотонен чип, екипът демонстрира генериране на четири фотона на шестнадесет кубита GHZ състояние и четири кубита състояние на клъстер. Десет от шестнадесетте кубита бяха проверени като наистина заплетени чрез измервания на свидетели на заплитане. Работата е най-голямото мулти-кубитово заплетено състояние на чип, докладвано до момента.
Резултатът има значение, защото заобикаля централното пречка на фотонното квантово изчисление: многофотонните източници се мащабират експоненциално слабо, а детерминистичните двуфотонни порти са трудни за изграждане. Екипът използва базирано на измерване квантово изчисление, или MBQC, маршрут, в който изчислението се задвижва от измервания с един кубит на предварително подготвено състояние на заплетен ресурс. За да разшири този ресурс, екипът използва високомерно кодиране на всеки отделен фотон. Един фотон пренася множество кубити по своя път със степен на свобода, която след това екипът насочва през четирислоен програмируем измервателен модул.
Архитектурата преобразува твърд проблем с многофотонна подготовка в управляемо еднофотонно високоизмерно разширение плюс наслоено измерване. Подготовката на ресурсното състояние става по-детерминистична и оптичният хардуер остава прост. Като тест надолу по веригата, екипът използва състоянието на клъстера от четири кубита, за да приложи алгоритъма за търсене на Grover и отчете средна вероятност за идентификация от 0,987. Резултатът е публикуван като препринт на arXiv.
По-широкото значение на MBQC е, че това е най-чистият известен път към устойчиви на грешки квантови изчисления с общо предназначение. Моделът измества трудната част от изчисленията от операциите с логически вход в реално време към предварителната подготовка на голям заплетен ресурс, което е точно режимът, в който оптичният хардуер може да бъде ефективен. Произведена архитектура, известна като квантово изчисление, базирано на синтез, наследява свойствата на MBQC с още по-високи прагове на устойчивост на грешки и е водещ кандидат за мащабиране на фотонния квантов хардуер до диапазона от милиони кубити.
За Guizhen Chip, работата циментира позицията му на първата китайска компания, която демонстрира върху чип изграждане на мащабируеми графични състояния за фотонно квантово изчисление. Резултатът е ключов градивен елемент, а не завършена машина с милиони кубити, но измества полето от теоретични изследвания на хартия към етапи на инженерство. Следващата стъпка ще бъде измерена демонстрация на устойчиви на грешки логически кюбити под реалистичен шум, върху който глобалната общност на фотонните квантови компютри сега се надпреварва.
Source link