Mengapa itu penting: Komputer kuantum berjanji untuk mengatasi masalah yang bahkan menabrak superkomputer paling canggih. Sampai di sana adalah cerita yang berbeda. Salah satu rintangan terbesar adalah secara efisien menghubungkan beberapa prosesor kuantum sehingga mereka dapat berbagi informasi tanpa kesalahan. Perangkat interkoneksi baru oleh peneliti MIT dapat menyelesaikan masalah ini.
Sistem komputasi kuantum saat ini bergantung pada koneksi “point-to-point” yang kikuk, di mana data ditransfer dalam rantai dan harus melompat di antara node. Sayangnya, setiap hop juga meningkatkan kemungkinan kesalahan.
Untuk mengatasi masalah ini, peneliti MIT mengembangkan komponen interkoneksi kuantum yang memungkinkan prosesor superkonduktor berbicara langsung satu sama lain tanpa “perantara.” Perangkat ini menggunakan foton gelombang mikro untuk antar-jemput data, dan akhirnya bisa membuka jalan bagi superkomputer kuantum yang dapat diskalakan dan tahan kesalahan.
Di jantung terobosan ini adalah kawat superkonduktor (pandu gelombang), yang bertindak sebagai jalan raya kuantum yang memungkinkan foton zip di antara prosesor. Tim menghubungkan dua modul kuantum ke pandu gelombang ini, memungkinkan mereka untuk mengirim dan menerima foton sesuai permintaan. Setiap modul berisi empat qubit yang bertindak sebagai antarmuka dan mengubah foton menjadi data kuantum yang dapat digunakan.
Mengembangkan komputer kuantum yang akurat dan dapat diskalakan melibatkan penciptaan keterikatan jarak jauh. Fenomena aneh ini menghubungkan dua partikel kuantum yang langsung cocok dengan keadaan satu sama lain terlepas dari jarak. Qubits terjerat bertindak sebagai sistem tunggal, memungkinkan algoritma yang membungkuk pikiran yang tidak akan pernah bisa dilakukan oleh komputer tradisional.
Sayangnya, hanya menembakkan foton penuh bolak -balik tidak memungkinkan keterikatan. Oleh karena itu, para peneliti merancang proses aneh yang menghentikan proses emisi di tengah jalan. Melakukan hal ini membuat sistem dalam limbo kuantum yang aneh di mana foton dipancarkan secara paradoks dan dipertahankan secara bersamaan. Ketika modul penerima menyerap “setengah-foton” ini, kedua prosesor menjadi terjerat-meskipun mereka tidak terkait secara fisik.
Para peneliti juga harus berurusan dengan distorsi foton saat mereka bepergian, yang membuat mereka lebih menantang untuk ditangkap. Untuk mengatasi masalah ini, tim melatih algoritma untuk mengubah bentuk foton untuk penyerapan maksimum. Hasilnya adalah tingkat keberhasilan 60 persen-cukup tinggi untuk mengkonfirmasi keterikatan asli. Hasil ini mirip dengan metode Oxford, yang menggunakan perangkap ion untuk menciptakan keterikatan yang berhasil 70 persen dari waktu.
Implikasinya sangat besar. Tidak seperti pengaturan kuantum tambal sulam saat ini, arsitektur ini mendukung konektivitas “semua-ke-semua”, yang berarti sejumlah prosesor dapat berkomunikasi secara langsung. Peningkatan di masa depan seperti integrasi 3D atau protokol yang lebih cepat juga dapat meningkatkan tingkat penyerapan.
“Pada prinsipnya, protokol generasi keterikatan jarak jauh kami juga dapat diperluas ke jenis komputer kuantum lainnya dan sistem internet kuantum yang lebih besar,” Aziza Almanakly, seorang mahasiswa pascasarjana teknik listrik dan ilmu komputer, menyimpulkan.
Tim baru -baru ini menerbitkan penelitian di Nature Physics. Perlu juga dicatat bahwa Kantor Penelitian Angkatan Darat AS, Pusat AWS untuk Komputasi Kuantum, dan Kantor Angkatan Udara AS dari Penelitian Ilmiah mendanai upaya MIT.
Kredit Gambar: Ella Maru Studio