Ilmuwan di Inggris telah berhasil menghubungkan dua memisahkan Prosesor kuantumbalapan jalan untuk a Internet kuantum dan, berpotensi, superkomputer kuantum.
Meningkat bit kuantum (juga dikenal sebagai qbits) di a Komputer Quantum Ini telah terbukti menjadi tantangan, karena komputer kuantum “berisik”: mereka sensitif terhadap gangguan panas, gerakan atau elektromagnetisme dan lebih sering gagal daripada bit dalam komputasi klasik.
Semakin banyak qubit yang ada di komputer kuantum, semakin kompleks sistemnya dan semakin besar risiko dekoherensi, hilangnya informasi kuantum, dan sumber daya yang diperlukan untuk menghindari kesalahan. Itulah sebabnya para ilmuwan berfokus pada membangun qubit yang lebih andal sebelum memanjat sistem ke jutaan qubit yang diperlukan untuk yang benar -benar Komputer kuantum yang berguna.
Dalam sebuah studi diterbitkan 5 Februari di Nature Magazine, para ilmuwan mengusulkan untuk mengatasi masalah skalabilitas ini dengan menghubungkan prosesor kuantum terpisah menggunakan prestasi serat yang ada, sehingga meningkatkan jumlah qubit yang tersedia.
Ini adalah langkah penting untuk menunjukkan kelayakan komputasi kuantum terdistribusi (DQC), sehingga prosesor kuantum terhubung bersama untuk melakukan perhitungan. DQC akan memungkinkan beberapa prosesor kuantum bekerja bersama untuk memecahkan masalah yang semakin kompleks dalam waktu yang jauh lebih sedikit daripada yang akan mengambil superkomputer klasik.
Para ilmuwan menggambarkan bagaimana mereka menghubungkan dua prosesor kuantum, yang disebut Alice dan Bob (yang tidak akan bingung dengan perusahaan komputasi kuantum Alice & Bob) menggunakan antarmuka jaringan fotonik (serat optik). Pengiriman algoritma kuantum melalui antarmuka jaringan fotonik memungkinkan dua prosesor kuantum untuk berbagi sumber daya dan beroperasi sebagai entitas yang unik.
Masa Depan Terdistribusi
Dengan menghubungkan kedua prosesor seperti ini, para ilmuwan juga dapat mengirimkan foton, bersama dengan informasi kuantum dan, untuk pertama kalinya, algoritma kuantum. Algoritma ini adalah fungsi komputasi yang memungkinkan komputer kuantum menyelesaikan masalah. Ini dibagikan mengeksploitasi fenomena kusut kuantum di antara foton.
Prosesor kuantum juga dapat bekerja sama pada masalah pengujian menggunakan algoritma pencarian Grover, algoritma kuantum yang dirancang untuk menemukan “jarum di tumpukan jerami”; Mencari beberapa informasi dalam grup data besar yang tidak memenuhi syarat.
Kemajuan ini adalah kunci untuk menguraikan masalah skalabilitas dalam komputasi kuantum. Alih -alih satu mesin yang berisi jutaan qubit, yang akan sangat besar dan sulit ditangani, teknik baru ini memungkinkan perhitungan yang didistribusikan dalam banyak prosesor yang lebih kecil. Menggunakan modul kecil ion ion yang terperangkap yang dihubungkan oleh kabel optik, memungkinkan untuk kusut QPU dalam QPU terpisah.
Manfaat tambahan dari prosesor penghubung dalam sistem DQC adalah kemudahan pemeliharaan, karena modul dapat diperbarui atau diganti tanpa mengganggu seluruh sistem.
Karena hanya ada ruang 6,6 kaki (2 meter) di antara keduanya Unit pemrosesan kuantum (QPU), tes masa depan teknologi ini perlu memperluas jarak operasional untuk memastikan bahwa koneksi tetap stabil dalam jarak yang jauh lebih jauh. Repeater kuantum, yang meningkatkan rentang informasi kuantum mana yang dapat ditransmisikan, juga dapat dimasukkan ke dalam sistem masa depan.
Menambahkan lebih banyak prosesor kuantum akan memberikan lebih banyak bukti bahwa DQC akan menjadi solusi yang layak untuk membangun superkomputer kuantum. Dengan cara yang sama bahwa superkomputer saat ini adalah ratusan prosesor klasik yang terhubung bersama, secara teori dimungkinkan untuk membuat superkomputer kuantum yang menghubungkan prosesor kuantum melalui jarak yang jauh.
Sebagai bukti konsep, percobaan menunjukkan bahwa DQC layak. Ini juga menciptakan basis untuk internet kuantum yang aman, yang dapat memungkinkan metode yang lebih aman untuk mengirimkan informasi, karena prosesor kuantum di lokasi yang berbeda dapat digunakan untuk membangun jaringan komunikasi yang aman.
Dalam sebuah pernyataan, David LucasPeneliti utama tim peneliti dan ilmuwan utama simulasi dan komputasi kuantum Inggris, mengatakan bahwa “percobaan tim menunjukkan bahwa pemrosesan informasi kuantum yang didistribusikan oleh jaringan layak dengan teknologi saat ini.”
Namun, Lucas mengakui bahwa ada banyak pekerjaan yang harus dilakukan sebelum komputer kuantum tersedia untuk aplikasi praktis.
“Komputer kuantum Escalar tetap menjadi tantangan teknis yang tangguh yang mungkin akan membutuhkan ide -ide fisik baru, serta upaya rekayasa intensif di tahun -tahun mendatang,” katanya.
