Розроблено перший у світі прототип розподіленого квантового комп’ютера

Перший у світі прототип розподіленого квантового комп’ютера було розроблено дослідниками. Severin Daiss, Stefan Langenfeld, та інші дослідники з Інституту квантової оптики імені Макса Планка в Гархінгу здійснили першу операцію квантової логіки між двома окремими квантовими модулями.

Команда з’єднала два кубіти, пам’ять і процесорні одиниці квантових комп’ютерів, у двох різних лабораторіях до розподіленого квантового комп’ютера. Це було зроблено шляхом з’єднання кубітів довгою оптичною волокном довжиною 60 метрів.

Рівень складних обчислень, які може виконувати квантовий комп’ютер, збільшується з більшим числом з’єднаних кубітів. Базові операції обчислень засновані на тих квантових логічних воротах між двома кубітами, але якщо квантовий комп’ютер має бути кращим за традиційний комп’ютер, він повинен з’єднати десятки до тисяч кубітів для тих самих квантових операцій.

Сьогодні провідні лабораторії все ще борються з цією бар’єром, і квантовий комп’ютер такого розміру ще не було побудовано. Коли кількість кубітів поруч одна з одною збільшується, так само збільшується складність їх ізоляції та контролю в той самий час.

Створення спільної процесорної одиниці

Команда представила свою нову роботу в журналі Science, і вона була підтримана Інститутом фотонних наук. У роботі два модуля кубітів були успішно з’єднані на відстані 60 метрів, що призвело до формування базового квантового комп’ютера з двома кубітами.

“По цій відстані ми здійснюємо операцію квантових обчислень між двома незалежними установками кубітів у різних лабораторіях”, – сказав Daiss.

З цим новим підходом можливо об’єднати кілька малих квантових комп’ютерів у спільну процесорну одиницю.

Хоча раніше було досягнуто з’єднання віддалених кубітів для заплутування, це перший раз, коли з’єднання може привести до квантових обчислень. Нова система працює з двома модулями, кожний з яких має один атом як кубіт, розташований між двома дзеркалами. Модулі надсилають один фотон, який транспортується через оптичне волокно, і він заплутується з квантовими станами кубітів.

Наступним кроком для команди є з’єднання більше двох модулів, а також розміщення ще більше кубітів у модулях.

За словами керівника команди та директора інституту Gerhard Rempre, нова робота进一步 просуне квантову технологію.

“Наша схема відкриває новий шлях розвитку розподіленого квантового обчислення”, – сказав Rempre.

Переборючи деякі обмеження, пов’язані з існуючими квантовими комп’ютерами та інтеграцією кубітів у одну установку, новий підхід може привести до значно потужніших систем у майбутньому.