Forskere setter verdensrekord for innovasjon i kvantecomputing

Et team av forskere ved University of Texas at San Antonio (UTSA) har satt en verdensrekord for innovasjon i kvantecomputing. R. Tyler Sutherland, en assistentprofessor i College of Sciences Department of Physics and Astronomy og College of Engineering and Integrated Design’s Department of Electrical Engineering, utviklet en ny teori for rekordsettende eksperimentet.

Sutherland har forsknings erfaring i kvantoptikk, og han tok sin Ph.D. ved Purdue University. Deretter gikk han til Lawrence Livermore National Laboratory for sin postdoktor, og hans arbeid inkluderte eksperimentelle anvendelser for kvantecomputere. 

Verdensrekorden

Teamet satte verdensrekorden for den mest nøyaktige entangling-porten som noensinne er demonstrert uten lasere. En entangling-port skaper en operasjon på den andre av to qubits som er avhengig av tilstanden til den første.

Artikkelen som detaljerer den nye kvantecomputingen ble publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Nature. Den heter “High-fidelity laser-free universal control of trapped-ion qubits.”

“For eksempel, hvis tilstanden til qubit A er 0, gjør en entangling-port ingen ting med qubit B, men hvis tilstanden til qubit A er 1, så flipper porten tilstanden til qubit B fra 0 til 1 eller 1 til 0,” sa han. “Navnet kommer fra det faktum at dette kan generere en kvantemekanisk egenskap kalt ‘entanglement’ mellom qubits.”

“Laser-frie” Entangling Porter

Ifølge Sutherland blir kvantecomputere lettere å bruke og mer kostnadseffektive når entangling-portene gjøres “laser-frie”. I sammenligning med de titusener av dollar det koster for en laser, er prisen på en integrert krets mye lavere, og den utfører de samme handlingene.

“Laser-frie portmetoder har ikke ulemper som foton-spredning, energi, kostnad og kalibrering som vanligvis er forbundet med å bruke lasere,” sa Sutherland. “Denne alternative portmetoden matcher nøyaktigheten til lasere ved å bruke mikrobølger, som er mindre dyre og enklere å kalibrere.”

Av de mange revolusjonerende og lovende anvendelsene av kvantecomputere, er en av de største deres evne til å simulere kvantemekaniske prosesser selv. Dette kunne være noe som kjemiske reaksjoner, og det kunne eksponentielt redusere den eksperimentelle prøving og feiling som er nødvendig for å løse visse problemer. Kvantecomputere kan løse noen av datatidens mest komplekse problemer, og de kan gjøre det mye raskere enn klassiske supercomputere. 

“I bred forstand er målet med min forskning å øke menneskets kontroll over kvantemekanikken,” sa Sutherland. “Å gi mennesker makt over en annen del av naturen gir dem et nytt verktøy. Hva de vil bygge med det er usikkert.”