juni 27, 2022

Nettnord.no

Næringsnett Nord-Troms

En kvantedatamaskin klarer på 36 mikrosekunder det den tar en klassisk datamaskin nesten 9000 år.

Borealis Quantum Computer (Foto: Sonadu Quantum Technologies Inc.)

Kvantedatamaskiner, fortsatt eksperimentelle, er basert på kvantebiter, men kan bruke fotoner, hver partikkel av lys. Nå har forskere tatt nye steg i denne siste modellen, og utført en oppgave som tar Classic nesten 9000 år på bare 36 mikrosekunder.

Beskrivelse av denne kvantefotoniske prosessoren BorealisPublisert i Nature magazine og lovet av dets ledere Dette er det største kvantevennlige fotoniske eksperimentet – som viser fremgangen deres mot klassiske systemer – rapportert til dags dato..

«I gjennomsnitt tar de beste algoritmene og superdatamaskinene som er tilgjengelige mer enn 9000 år å gjøre denne jobben,» sa forskere fra det kanadiske kvanteteknologiselskapet SANADU og U.S. National Institutes of Standards and Technology.

Jonathan LaVoys vitenskapelige team oppsummerer at dette systemet tilbyr forbedringer med hensyn til tidligere påviste fotoniske enheter og kan representere et viktig skritt i utviklingen av kvantedatamaskiner.

Et av hovedformålene med kvanteenheter – basert på avslutninger og fotoner – er å etablere kvantefordeler eller dominans over de klassiske systemene, datamaskinene og superdatamaskinene som for tiden er på markedet.

Men til dags dato har bare et lite antall eksperimenter rapportert denne prestasjonen, spesielt i de modellene basert på kvantebiter – med kontroverser når Google hevder kvantedominans i 2019, noe som har blitt stilt spørsmål ved av IBM.

Det som nå publiseres demonstrerer denne fordelen i en prosessor som inneholder fotoner, og tilnærmingen som viser det kalles bosonmodellen, hvor fotonet er et eksempel på et boson, en fundamental partikkel.

Denne modellen er en beregning utført på banen som fotoner beveger seg rundt. Med et nettverk av kontinuerlige inn- og utganger og speil og faste linserBlant andre kvanteoptiske instrumenter.

READ  Disse programmene kan stjele dataene dine

Faktisk innebærer beregningen å fastslå hvor mange fotoner som avsluttes av endringer i kretsen, uten en gitt utgangsbane, basert på visse parametere.

Arkivbilde av Blue Gene Q-superdatamaskinen under en pressemelding på École Polytechnique Federal de Lausanne (EPFL).  EFE / Jean-Christophe Bott
Arkivbilde av Blue Gene Q-superdatamaskinen under en pressemelding på École Polytechnique Federal de Lausanne (EPFL). EFE / Jean-Christophe Bott

Som Carlos Sabin, en forsker ved Institutt for teoretisk fysikk ved det autonome universitetet i Madrid, forklarer, har kretsen en rekke endringer som finner sted i alt som kommer inn i den.

Disse endringene kan for eksempel skje i stråledelere – en enhet som deler en lysstråle i to, slik at fotoner har en viss sannsynlighet for å endre baner i banen og oppnå omfordeling når de kommer ut.

Sabin, som ikke deltok i studien, sier det er morsomt, men det er det ikke; Det ble vist for mange år siden at denne beregningen – å vite hvor mange fotoner som er i en gitt utgangsbane – ikke er raskt mulig på konvensjonelle datamaskiner.

Klassiske datamaskiner er inngangsporten til fotoner som ikke er i stand til å beregne på et rimelig tidspunkt.

«Hvis parameterne til kretsen er grovt valgt fra et visst antall partikler og inngangs- og utgangsveier, er beregningen av sannsynlighetene med hensyn til utgangen nesten umulig for en konvensjonell datamaskin,» sa forskeren kort til Efe.

I Nature-studien nådde teamet den største bosonmodellen til dags dato med 216 baner (125 fotoner i gjennomsnitt) og rekordtidsberegning: 0,000036 sekunder.

Selv om disse påstandene noen ganger utfordres baklengs (det kan finnes bedre klassiske databeregningsmetoder enn forfatterne anser), er disse tallene hinsides tidligere bosonmodelleksperimenter og kvantedominerte eksperimenter med bits. Quantum superledere fra Google», sier Sabin.

READ  Mangel på brikker fortsetter å plage Apple, som prioriterer iPhone-produksjon fremfor andre enhetskomponenter.

Fysikeren oppsummerer at «i kappløpet om å bevise kvanteoverlegenhet, må resultater bygges inn».

Dette – legger han til – «svarer på den mest generelle kritikken av den kjente poso-modellen for å kunne utføre universell kvanteberegning»: praksisen er ubrukelig utover bevis for kvanteoverlegenhet.

(Med informasjon fra EFE)

Fortsett å lese: