Tamamen ilişkili bir kuantum işlemcileri organizasyonunu gerçekleştirmek, kuantum dolanıklığını dağıtma kapasitesini gerektirir. Bu, uzamsal olarak dolaşık doğal fotonlar oluşturarak, yönlendirerek ve yakalayarak uzaktaki işleme düğümleri için gerçekleştirilebilir.
Optik sistemlerde bu tür fotonların üretilmesine yönelik geleneksel yaklaşımlar, tipik olarak, son seçim için ışın ayırıcı ve foto detektör dizileri ile birlikte kendiliğinden parametrik aşağı dönüştürme kullanır. Bununla birlikte, bu yaklaşımların stokastik doğası, kuantum bilgi işleme uygulamalarındaki kullanımlarını sınırlar.
Yeni bir çalışmada, İLE bilim adamları, kuantum işlemciler arasındaki iletişim için uzaysal olarak dolaşık yol fotonları üretmek için bir mikrodalga iletim hattına bağlı süper iletken kübitleri kullandılar.
Elektrik mühendisliği ve bilgisayar bilimi doçenti William Oliver, MIT Lincoln Laboratuvarı görevlisi, Kuantum Mühendisliği Merkezi direktörü ve Elektronik Araştırma Laboratuvarı yardımcı müdürü şunları söyledi: “Süperiletken kübit günümüzde lider bir teknolojidir, ancak genellikle yalnızca yerel etkileşimleri desteklerler (en yakın komşu veya çok yakın kübitler). Soru, uzak konumlardaki kübitlere nasıl bağlanılacağıdır. İdeal olarak kuantum bilgilerini bir konumdan diğerine yönlendirebilen mikrodalga dalga kılavuzlarına dayanan kuantum ara bağlantılarına ihtiyacımız var. “
Bu gelişme, modüler bir yapıya izin verecek ara bağlantıların gerçekleştirilmesine yönelik önemli bir ilerlemedir. kuantum hesaplama sistemi, görevleri klasik bilgisayarlardan katlanarak daha hızlı gerçekleştirmek için.
Oliver dedi, “Dolaşmış fotonları isteğe bağlı olarak kübitleri kullanarak üretiyoruz ve ardından karışık durumu çok yüksek verimlilikle, esasen bütünlükle dalga kılavuzuna bırakıyoruz.”
Çalışma, sadece bir dalga kılavuzu ve fotonik yayıcılar olarak hareket eden birkaç kübit kullanarak, uzamsal olarak birbirine dolanmış fotonlar yaratmak için başka bir mimari sunuyor. Fotonların dolaşması daha sonra kuantum iletişim veya ara bağlantı protokollerinde kullanılmak üzere işlemcilere aktarılabilir.
Bu çalışmada bilim adamları, foton dalga kılavuzu kuantum elektrodinamik mimarisinin üretme yeteneği. Kübitlerin dalga kılavuzu için kuantum yayıcılar olarak kullanılabileceğini gösterdiler.
Ayrıca bilim adamları, dalga kılavuzuna yayılan fotonlar arasındaki kuantum girişiminin, zıt yönlerde seyahat eden ve kuantum işlemcileri arasındaki uzun mesafeli iletişim için kullanılabilen dolaşık, gezici fotonlar ürettiğini keşfettiler.
Optik sistemlerde uzamsal olarak dolaşık fotonların üretilmesi, tipik olarak spontan parametrik aşağı dönüştürme ve fotodetektörler kullanılarak gerçekleştirilir. Yine de, bu şekilde elde edilen üretilen dolaşıklık genellikle rastgele ve dağıtılmış bir sistemde kuantum bilgisinin talep üzerine iletişimini sağlamada daha az faydalıdır.
Oliver dedim, “Modülerlik, genişletilebilir bir sistemin temel konseptidir. Buradaki amacımız, gelecekteki kuantum işlemcilerde yararlı olması gereken kuantum ara bağlantı öğelerini göstermektir. “
Dergi Referansı:
- B. Kannan vd. Dalga kılavuzu kuantum elektrodinamiği ile uzamsal olarak dolaşık gezici fotonlar üretmek. DOI: 10.1126 / sciadv.abb8780
