اثبات قابلیت مقیاس‌پذیری پردازنده‌ کوانتومی نوری

اثبات قابلیت مقیاس‌پذیری پردازنده‌ کوانتومی نوری

یک گروه تحقیقاتی متشکل از محققان استرالیایی، ژاپنی و آمریکایی، یک نمونه‌ی اولیه از یک پردازنده‌ی کوانتومی بزرگ‌مقیاس ساخته شده از نور لیزر ساخته‌اند.

این پردازنده کوانتومی نوری، قابلیت مقیاس‌پذیری ذاتی داشته و امکان افزایش تعداد اجزای کوانتومی را تا اعداد فوق‌العاده بزرگ فراهم می‌کند. محققان می‌گویند:

رویکرد ما با مقیاس‌پذیری فوق‌العاده آغاز می‌شود. این قابلیت، از همان ابتدای ساخت پردازنده کوانتومی نوری، داخل آن تعبیه می‌شود چرا که این پردازنده که یک حالت خوشه‌ (cluster state) نام دارد ، از نور ساخته می‌شود.

یک حالت خوشه‌، مجموعه‌ی بزرگی از اجزای کوانتومی درهم‌تنیده است که منبع کلیدی محاسبات کوانتومی مبتنی بر اندازه‌گیری است. حالت خوشه‌، وقتی به یک روش خاص اندازه‌گیری شود، محاسبات کوانتومی را انجام می‌دهد. محققان می‌گویند:

برای اینکه محاسبات کوانتومی حالت خوشه‌ برای مسائل دنیای واقعی مفید باشند، یک حالت خوشه‌ هم باید به اندازه‌ی کافی بزرگ باشد و هم ساختار درهم‌تنیده‌ی درستی داشته باشد.

 حالت‌های خوشه‌ مورد نیاز محاسبات کوانتومی جهانی، هم باید بزرگ باشند و هم (حداقل) یک توپولوژی دوبعدی داشته باشند. محققان برای ایجاد یک حالت خوشه‌، از بلورهای با طراحی بخصوصی به منظور تبدیل نور لیزر معمولی به نور فشرده، استفاده کردند. آن‌ها نور فشرده شده را با استفاده از یک شبکه‌ی آیینه‌ای، تقسیم‌کننده و فیبرهای نوری، به یک حالت خوشه‌ای بافتند. ساختار حالت خوشه‌، دوبعدی است و شامل یک شبکه‌ی مربعی است که با هدف تامین یک بستر بسیار مقیاس‌پذیرکاربردی ایجاد می‌شود. محققان ادعا می‌کنند که این ساختار، با کدهای تصحیح خطای بوزونی سازگار هستند که با سطوح بالای فشرده‌سازی خود، می‌توانند محاسبات کوانتومی با قابلیت تحمل خطای بالا را انجام دهند.

طراحی این پردازنده کوانتومی نوری امکان ایجاد یک حالت خوشه‌ دوبعدی گسترده را با مقیاس‌پذیری ذاتی، حتی در آزمایش‌های به نسبت کوچک نیز فراهم می‌کند. محققان می‌گویند اگرچه سطوح فشرده‌سازی فعلی این سیستم، برای حل مسائل عملی بسیار پایین است، اما طراحی آن با روش‌هایی که برای دستیابی به پیشرفته‌ترین سطوح فشرده‌سازی استفاده می‌شود، سازگار است.

این پژوهش می‌تواند به امکان‌های جدیدی برای محاسبات کوانتومی با نور منجر شود. محققان می‌گویند:

ما در این کار، برای اولین بار در هر سیستمی، یک حالت خوشه‌ بزرگ‌مقیاس ساخته‌ایم که ساختار آن، امکان انجام محاسبات کوانتومی جهانی را فراهم می‌کند. آزمایش ما نشان می‌دهد که این طراحی عملی و مقیاس‌پذیر است.


منبع: photonics

كلمات كليدي :
پردازنده کوانتومی نوری
 
امتیاز دهی
 
 

نظر شما
نام  
پست الكترونيک
وب سایت
متنی که در تصویر می بینید عینا تایپ نمایید
نظر