Araştırmacılar Dünyanın İlk Dağıtılmış Kuantum Bilgisayar Prototipini Geliştirdi

Araştırmacılar, ilk dağıtılmış kuantum bilgisayar prototipini geliştirdiler. Severin Daiss, Stefan Langenfeld ve diğer araştırmacılar, Max Planck Quantum Optiği Enstitüsü’nde, iki ayrı kuantum modülü arasında ilk kuantum-mantık bilgisayar操作ını gerçekleştirdiler.

Takım, iki kuantum modülünü, kuantum bilgisayarlarının hafıza ve işlem birimleri olan iki kubiti, 60 metre uzunluğundaki bir optik fiber ile birbirine bağlayarak, iki farklı laboratuvarda bir dağıtılmış kuantum bilgisayar oluşturdu.

Bir kuantum bilgisayarının gerçekleştirebileceği karmaşık hesaplamaların düzeyi, daha fazla bağlantılı kubitle artar. Temel hesaplamalar, iki kubit arasındaki kuantum-mantık kapılarına dayanır, ancak bir kuantum bilgisayarının geleneksel bir bilgisayardan üstün olması için, aynı miktarda kuantum işlemi için dozens to thousands of kubiti birbirine bağlaması gerekir.

Bugünün önde gelen laboratuvarları hala bu engelle mücadele ediyor ve bu büyüklükte bir kuantum bilgisayarı henüz inşa edilmedi. Yan yana olan kubitlerin sayısı arttıkça, onları aynı anda izole etmek ve kontrol etmek de zorlaşır.

Ortak İşlem Biriminin Oluşturulması

Takım, yeni çalışmasını Science dergisinde sundu ve bu çalışma, Institute of Photonic Sciences tarafından desteklenmiştir. Çalışmada, iki kubit modülü başarılı bir şekilde 60 metre uzaklığa bağlandı ve bu, iki kubitle temel bir kuantum bilgisayar oluşturuldu.

“Bu mesafe boyunca, iki bağımsız kubit kurulumu arasında kuantum hesaplama işlemi gerçekleştirdik” dedi Daiss.

Bu yeni yaklaşım, birden fazla küçük kuantum bilgisayarının ortak bir işlem birimi haline getirilmesine olanak tanır.

Önceden, uzak kubitlerin bağlantısı için kuantum bağlantısı gerçekleştirilmişti, ancak bu, kuantum hesaplamalarına yol açan ilk bağlantılı sistemdir. Yeni sistem, her biri bir atom olarak bir kubit ile iki ayna arasında konumlandırılmış iki modülden oluşur. Modüller, kubitlerin kuantum durumları ile bağlantılı tek bir foton gönderir ve bu, optik fiberde taşınır.

Takımın sonraki adımı, iki modülden fazlasını bağlamak ve modüllerde daha fazla kubit barındırmaktır.

Enstitü müdürü ve takım lideri Gerhard Rempre’ye göre, yeni çalışma, kuantum teknolojisini daha da ileriye taşıyacaktır.

“Şemamız, dağıtılmış kuantum hesaplama için yeni bir geliştirme yolunu açıyor” dedi Rempre.

Mevcut kuantum bilgisayarlarının ve kubitlerin tek bir kurulumda entegrasyonunun bazı sınırlamalarını aşarak, yeni yaklaşım, gelecekte çok daha güçlü sistemlere yol açabilir.