PARA ilmuwan di Oxford University Physics menunjukkan Teladan pertama dari komputasi kuantum terdistribusi. Menggunakan antarmuka jaringan fotonik, mereka berhasil menghubungkan dua prosesor kuantum terpisah Buat membentuk satu komputer kuantum yang sepenuhnya terhubung, membuka jalan Buat mengatasi tantangan komputasi yang sebelumnya Kagak terjangkau. Hasil penelitian ini dipublikasikan di jurnal Nature.
Terobosan ini mengatasi “masalah skalabilitas” dalam komputasi kuantum: sebuah komputer kuantum yang cukup kuat Buat mengubah industri harus Pandai memproses jutaan qubit. Tetapi, memuat Segala prosesor ini dalam satu perangkat akan membutuhkan mesin dengan ukuran yang sangat besar.
Dalam pendekatan baru ini, perangkat kuantum kecil dihubungkan Serempak, memungkinkan komputasi didistribusikan di seluruh jaringan. Secara teori, Kagak Eksis batasan jumlah prosesor yang dapat Eksis dalam jaringan ini.
Arsitektur skalabel ini didasarkan pada modul-modul yang masing-masing hanya mengandung sejumlah kecil qubit ion terperangkap (Pemandu informasi kuantum pada skala atom). Modul-modul ini dihubungkan menggunakan serat optik dan menggunakan Sinar (foton) daripada sinyal listrik Buat mentransmisikan data di antara mereka.
Tautan fotonik ini memungkinkan qubit di modul yang terpisah Buat terjerat, memungkinkan logika kuantum dilakukan di seluruh modul menggunakan teleportasi kuantum.
Meskipun teleportasi kuantum dari keadaan dicapai sebelumnya, penelitian ini adalah demonstrasi pertama dari teleportasi kuantum gerbang logika (komponen minimum dari algoritma) di seluruh tautan jaringan. Menurut para peneliti, ini dapat membuka jalan Buat ‘internet kuantum’ di masa depan, di mana prosesor yang terpisah dapat membentuk jaringan ultra-amannya Buat komunikasi, komputasi, dan penginderaan.
Dougal Main, pimpinan penelitian dari Oxford University Physics, mengatakan: “Demonstrasi sebelumnya dari teleportasi kuantum telah Pusat perhatian pada transfer keadaan kuantum antara sistem yang terpisah secara fisik. Dalam studi, kami menggunakan teleportasi kuantum Buat menciptakan interaksi antara sistem-sistem yang terpisah ini.”
“Dengan hati-hati mengatur interaksi ini, kami dapat melakukan gerbang kuantum logika — operasi dasar dari komputasi kuantum — di antara qubit yang terletak di komputer kuantum yang terpisah. Terobosan ini memungkinkan kami Buat secara efektif ‘menyambungkan’ prosesor kuantum yang berbeda menjadi satu komputer kuantum yang sepenuhnya terhubung,” ungkap Main.
Konsep ini mirip dengan Langkah kerja superkomputer tradisional. Superkomputer terdiri dari komputer-komputer kecil yang saling terhubung Buat mencapai kemampuan yang lebih besar daripada setiap unit terpisah. Strategi ini mengatasi banyak hambatan rekayasa yang terkait dengan memuat jumlah qubit yang semakin besar ke dalam satu perangkat, Sembari mempertahankan sifat kuantum yang Ringkih yang dibutuhkan Buat komputasi yang Seksama dan kuat.
“Dengan menghubungkan modul-modul menggunakan tautan fotonik, sistem ini mendapatkan fleksibilitas yang berharga, memungkinkan modul-modul Buat ditingkatkan atau diganti tanpa mengganggu seluruh arsitektur,” ungkap Main.
Para peneliti menunjukkan efektivitas metode ini dengan mengeksekusi algoritma pencarian Grover. Metode kuantum ini mencari item tertentu dalam dataset besar yang Kagak terstruktur jauh lebih Segera daripada komputer Normal, dengan menggunakan fenomena kuantum seperti superposisi dan keterjeratan Buat mengeksplorasi banyak kemungkinan secara paralel.
Demonstrasi yang sukses ini menegaskan bagaimana pendekatan terdistribusi dapat memperluas kemampuan kuantum melampaui batas perangkat tunggal, membuka jalan bagi komputer kuantum skalabel dan berkinerja tinggi yang cukup kuat Buat menjalankan perhitungan dalam hitungan jam yang akan memakan waktu bertahun-tahun bagi superkomputer Demi ini Buat diselesaikan.
Profesor David Lucas, peneliti Penting tim penelitian dan ilmuwan Penting Buat UK Quantum Computing and Simulation Hub, yang dipimpin dari Oxford University Physics, mengatakan: “Eksperimen kami menunjukkan bahwa pemrosesan informasi kuantum terdistribusi jaringan adalah hal yang mungkin dilakukan dengan teknologi Demi ini. Meningkatkan skala komputer kuantum tetap menjadi tantangan teknis yang besar yang kemungkinan memerlukan wawasan fisika baru serta upaya rekayasa intensif dalam beberapa tahun mendatang.” (Sciance Daily/Z-3)
