Vědci na univerzitě v Kodani posunuli svou kvantovou technologii tak daleko, že klasická výpočetní technologie již nemůže zaostávat. Vyvinuli čip, který lze finančně podpořit a použít k sestavení kvantového simulátoru budoucnosti. Jejich výsledky jsou nyní publikovány Pokrok ve vědě,
Google byl na prvním místě. Nyní se vědci z Nils Bohr Institute na univerzitě v Kodani ve spolupráci s Bochum University připojili k Googlu v závodě o vytvoření prvního kvantového počítače na světě, který nazývají „velkým průlomem“.
„Nyní máme nástroj k vytvoření kvantového simulátoru, který dokáže překonat klasický počítač. Jedná se o velký krok vpřed – první krok k neprozkoumané oblasti ve světě kvantové fyziky, “řekl Peter Lodal, profesor Centra pro hybridní kvantové sítě (Hy-Q).
Vědci zejména vyvinuli nanoklip menší než jedna desetina tloušťky lidských vlasů. Čip jim umožňuje produkovat dostatečně stabilní částice světla, známé jako fotony, kódované kvantovou informací, aby vylepšily technologii, čímž dosáhnou takzvané „kvantové výhody“. Stav, ve kterém může kvantové zařízení vyřešit, dostane výpočetní úlohu rychleji než nejvýkonnější superpočítač na světě.
Zkušenosti 10 milionů eur
Ačkoli vědci stále musí experimentovat se skutečnou „kvantovou výhodou“, jejich článek Pokrok ve vědě dokazuje, že jejich čip produkuje kvantový mechanický zdroj, který lze použít k získání „kvantové výhody“ prostřednictvím již prokázané technologie.
Abyste toho dosáhli, musíte být schopni ovládat asi 50 kvantových bitů, „loket“ binárních nul ekvivalentních kvantové fyzice, nejnovější bit používaný v našich klasických počítačích – komplexní experimentální sada, která převyšuje financování univerzit.
Nový objevitelský tým z institutu Nielse Bohra v Kodani v Dánsku. Uznání: Nils Bohr Institute
„Mohlo by nás to stát 10 milionů eur, abychom vytvořili skutečný experiment, který současně monitoruje 50 fotonů, jako to udělal Google u supravodivých qubitů. Prostě si to nemůžeme dovolit. Co však jako vědečtí vědci můžeme udělat, je vyvinout zdroj fotonů a dokázat, že jej lze použít k dosažení „kvantové výhody“. Navrhli jsme základní budovu, “vysvětluje hlavní autor výsledků, docent Ravitey Upu.
„Současně použijeme naše fotonové zdroje k vývoji nových, pokročilých kvantových simulátorů k řešení složitých biochemických problémů, které by mohly být například použity k vývoji nových léků.“ Přišli jsme tedy k části, kde mluvíme o kompromisu. Být na univerzitě vám umožní vytvořit základ technologie, ukázat možnosti, zatímco konečný pokrok technologie vyžaduje větší investice. „Budeme pracovat na vytvoření silného evropského konsorcia akademických a průmyslových partnerů zaměřených na stavbu fotonových kvantových simulátorů s„ kvantovou výhodou “,“ pokračoval Peter Lodal.
Světlá budoucnost pro kvantové výpočty
Ve světě kvantových výpočtů pro kvantové počítače existují různé školy, podle toho, který z „kvantových stavebních kamenů“ začíná – atomy, elektrony nebo fotony. Každá platforma má své klady a zápory, je těžké předvídat, která technologie zvítězí.
Hlavní výhodou kvantových počítačů na bázi světla je, že tato technologie je nyní k dispozici pro škálování až na mnoho loket díky přítomnosti pokročilých fotonových čipů vyvinutých pro telekomunikační průmysl. Hlavní výzvou vytváření fotonových loket je dělat to v dostatečně vysoké kvalitě. Právě zde objevili kodaňští vědci svůj průlom.
„Dánsko և Evropa má hrdou tradici ve výzkumu kvantové optiky, ուժեղ současně silný telekomunikační průmysl ներ infrastruktura. Bylo by opravdu vzrušující spojit tyto síly do rozsáhlé iniciativy věnované fotonovým kvantovým počítačům. „Bylo by fantastické být součástí procesu, který sahá od základní kvantové fyziky až po nové technologické aplikace,“ řekl Peter Lodal.
Fakta:
- Vědci vyvinuli nanocup, který může produkovat stovky světelných částic (fotonů), které lze použít k ukládání velkého množství dat ve formě kvantové informace.
- Nanokompozice produkuje lehké částice, které obsahují informace և lze použít jako aparát v zítřejších kvantových počítačích, stejně jako se dnes v běžných počítačích používají elektrické tranzistory.
- Výzkum je financován Dánskou národní výzkumnou nadací, Evropskou radou pro výzkum և Dánská věda, technologie և Inovační agentura և ve spolupráci s University of Bochum v Německu.
Odkaz. Ravitey Upui, Freja T. Pedersen, Ying Wang, Cecilie T. Olesen, Camille Papon, Xiaoyan Zhou, Leonardo Midolo, Sven Scholz, Andreas D. Wieck, Arne Ludwig և Peter Lodahl, Scalable Integrated Single Photon Source, 9. prosince, 2020 Pokrok ve vědě,
DOI: 10.1126 / sciadv.abc8268: