Savanții din Copenhaga pot obține acum „avantajul cuantic”

Cercetătorii de la Universitatea din Copenhaga și-au avansat tehnologia cuantică într-o asemenea măsură încât tehnologia clasică de calcul nu mai poate continua. Au dezvoltat un microprocesor care, cu sprijin financiar, poate fi extins și utilizat pentru a construi simulatorul cuantic al viitorului. Rezultatele lor sunt publicate acum în Progrese în știință.

Mai întâi a venit Google. Acum, cercetătorii de la Institutul Niels Bohr al Universității din Copenhaga, în colaborare cu Universitatea Bochum, s-au alăturat companiei Google în cursa pentru a construi primul computer cuantic din lume cu ceea ce ei numesc o „descoperire majoră”.

„Avem acum instrumentul care face posibilă construirea unui simulator cuantic care poate depăși un computer clasic. Aceasta este o descoperire majoră și primul pas într-un teritoriu neexplorat în lumea fizicii cuantice “, a declarat profesorul Peter Lodahl, directorul Centrului pentru rețele hibride hibride (Hy-Q).

Mai exact, cercetătorii au dezvoltat un nanocip mai mic de o zecime din grosimea părului uman. Cipul le permite să producă suficiente particule stabile de lumină, cunoscute sub numele de fotoni, codificați cu informații cuantice pentru a îmbunătăți tehnologia și, prin aceasta, pot realiza ceea ce este cunoscut sub numele de „avantaj cuantic”: starea în care un dispozitiv cuantic rezolvați o sarcină de calcul dată mai repede decât cel mai puternic supercomputer din lume.

Un experiment de 10 milioane de euro

În timp ce cercetătorii nu au efectuat încă un experiment real cu „avantaj cuantic”, articolul lor din Progrese în știință demonstrează că cipul lor produce o sursă mecanică cuantică care poate fi utilizată pentru a obține „avantaj cuantic” cu tehnologia deja demonstrată.

Pentru a realiza acest lucru este necesar să se poată controla aproximativ 50 de biți cuantici, „cuburi” – echivalentul fizicii cuantice a biților de zerouri binare și a celor utilizați în computerele noastre clasice – într-o structură experimentală cuprinzătoare care depășește cea a universității Mijloace financiare.

Echipa Lodahl Quantum Advantage

Echipa din spatele noii descoperiri de la Institutul Niels Bohr din Copenhaga, Danemarca. Credit: Institutul Niels Bohr

„Ne-ar putea costa 10 milioane de euro să realizăm un experiment real care controlează simultan 50 de fotoni, așa cum a făcut Google cu cuburile supraconductoare. Nu ne putem permite. Cu toate acestea, ceea ce putem face noi, cercetători științifici, este să dezvoltăm o sursă de fotoni și să dovedim că poate fi utilizată pentru a obține „avantaj cuantic”. Am dezvoltat elementul de bază ”, explică profesorul asistent Ravitej Uppu, autorul principal al rezultatelor.

„Între timp, vom folosi sursele noastre de fotoni pentru a dezvolta simulatoare cuantice noi și avansate pentru a rezolva probleme biochimice complexe care pot fi utilizate, de exemplu, pentru a dezvolta noi medicamente.” Așa că pregătim deja următorii pași pentru tehnologie. A fi la o universitate permite să puneți bazele unei tehnologii și să demonstrați oportunități, în timp ce eventuala creștere a tehnologiei necesită investiții mai mari. „Vom lucra pentru a construi un consorțiu european puternic de parteneri academici și industriali, cu accent pe construirea simulatoarelor de fotoni cuantici cu„ avantaj cuantic ”, continuă Peter Lodahl.

Un viitor luminos pentru creșterea computerelor cuantice

Există diverse școli în lumea dezvoltării cupole pentru computerele cuantice, în funcție de care „blocuri cuantice” încep cu: atomi, electroni sau fotoni. Fiecare platformă are avantajele și dezavantajele sale și rămâne dificil de prezis ce tehnologie va triumfa.

Principalul avantaj al computerelor cuantice bazate pe lumină este că tehnologia este deja disponibilă pentru scalarea până la mulți metri cubi datorită disponibilității cipurilor fotonice avansate, care au fost dezvoltate pentru industria telecomunicațiilor. O mare provocare pentru generarea de cuburi de fotoni a fost aceea de a face acest lucru cu o calitate destul de ridicată. Exact aici s-au făcut progrese cercetătorii de la Copenhaga.

„Danemarca și Europa au o tradiție mândră în căutarea opticii cuantice și, în același timp, o industrie și infrastructură de telecomunicații puternice. Ar fi cu adevărat interesant să combinăm aceste puncte forte într-o inițiativă la scară largă dedicată computerelor cuantice cu fotoni. “Ar fi fantastic să facem parte dintr-un proces care se întinde de la fizica cuantică de bază la noile aplicații tehnologice”, spune Peter Lodahl.

Fapte:

  • Cercetătorii au dezvoltat un nanocip capabil să producă sute de particule de lumină (fotoni) care pot fi utilizate pentru a stoca cantități mari de date sub formă de informații cuantice.
  • Nanocipul produce particule de lumină care conțin informații și pot fi folosite ca dispozitive în computerele cuantice de mâine, cam în același mod în care sunt utilizate tranzistoarele electrice în computerele convenționale de astăzi.
  • Cercetarea este finanțată de Fundația Națională de Cercetare Daneză, Consiliul European de Cercetare și Agenția Daneză pentru Știință, Tehnologie și Inovare și este o colaborare cu Universitatea din Bochum, Germania.

Referință: „Sursă la scară integrată a unui foton” de Ravitej Uppu, Freja T. Pedersen, Ying Wang, Cecilie T. Olesen, Camille Papon, Xiaoyan Zhou, Leonardo Midolo, Sven Scholz, Andreas D. Wieck, Arne Ludwig și Peter Lodahl , 9 decembrie 2020, Progrese în știință.
DOI: 10.1126 / sciadv.abc8268

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Apneea obstructivă în somn este frecventă la persoanele cu tulburări cognitive – este tratabilă

O tulburare de somn tratabilă în mod obișnuit la persoanele cu probleme de gândire și memorie. Apnee obstructivă în somn - respirația se oprește de...

Oamenii de știință dezvăluie cheia creșterii musculare adecvate

Analiza imunofluorescenței unui grup de celule stem proliferante asociate cu fibre musculare (gri). Celulele stem produc Dll1 (roșu) și MyoD (verde). Două...

ExoMars Orbiter surprinde fermitatea la locul de aterizare al craterului Mars Jezero

ESA-Roscosmos Trace Gas Orbiter a observat vehiculul NASA Perseverance Mars 2020, împreună cu o parașută și o carapace spate, un scut termic și o...

Reglarea cuantică în grafen avansează era comunicațiilor fără fir Terahertz de mare viteză

Tunelare cuantică. Credit: Daria Sokol / Biroul de presă MIPT Oamenii de știință de la MIPT, Universitatea Pedagogică de Stat din Moscova și Universitatea...

Utilizarea moleculelor vibrante pentru a investiga proprietățile undelor materiei

Ionii moleculari HD + (perechi de puncte galbene și roșii) într-o capcană de ioni (gri) sunt iradiați de o undă laser (roșu). Acest...

Newsletter

Subscribe to stay updated.