Un team internazionale di scienziati provenienti da Australia, Giappone e Stati Uniti ha creato un prototipo di un processore quantistico su larga scala realizzato interamente con luce laser.
Il concetto di un tale processore è stato sviluppato poco più di dieci anni fa, questo processore ha un'architettura scalabile che permette di aumentare il numero di nodi di calcolo quantistico, costituiti da luce, quasi all'infinito.
I moderni processori quantistici sono dispositivi grandi, complessi e costosi la cui architettura è difficile da scalare su larga scala , scrivono i ricercatori.
L'approccio che abbiamo scelto è inizialmente incentrato sul ridimensionamento dovuto al fatto che il processore, chiamato stato del gruppo, è fatto interamente di luce.
Uno stato cluster è un gran numero di componenti quantistici entangled che consentono di eseguire il calcolo quantistico, trasferire informazioni ed eseguire tutte le funzioni di base necessarie.
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“Affinché lo stato del gruppo possa essere utilizzato nel mondo reale, deve essere grande e avere la corretta struttura di entanglement degli elementi. In un decennio di ricerca in questa direzione, nessuno stato di gruppo creato è stato realizzabile, avendo fallito in uno dei due o entrambi i casi ", scrivono i ricercatori," La nostra implementazione è stata la prima ad avere successo sotto tutti gli aspetti ".
Per creare uno stato di gruppo, gli scienziati hanno utilizzato cristalli speciali che convertono la normale luce laser in una speciale forma quantistica chiamata luce schiacciata. Questa luce compressa, trasmessa attraverso un complesso sistema di specchi, splitter ottici, fibre ottiche e altri componenti ottici, consente di ottenere uno stato di gruppo bidimensionale nello spazio di lavoro, di dimensioni 5 per 1240 nodi. Ogni nodo è un componente quantistico separato (qubit) in grado di elaborare indipendentemente o insieme ad altri le informazioni quantistiche.
E sebbene il grado di compressione di questo stato, che ne determina la qualità, sia ancora piccolo per risolvere problemi computazionali pratici, tutto indica che i principi scelti dagli scienziati sono realizzabili e nel prossimo futuro saranno in grado di ottenere il grado di compressione richiesto dello stato di gruppo.
"Nel nostro lavoro, abbiamo creato uno stato di gruppo su larga scala, la cui struttura consente già di eseguire alcuni calcoli quantistici", scrivono i ricercatori, "Tutto questo è la prima dimostrazione che le idee sottostanti sono realizzabili, la creazione di un processore quantistico" leggero "è fattibile e l'architettura creata è scalabile a qualsiasi livello di complessità."
