IonQ a ANU vyvinuli rýchle zmiešané druhy kvantových logických brán
Nedávno sa IonQ a Austrálčan National University (ANU) spojili, aby vyvinuli revolučnú technológiu v oblasti kvantových výpočtov. Ich nový výskum sa zameriava na rýchle zmiešané druhy kvantových logických brán, ktoré majú potenciál významne zlepšiť kvantové siete a distribuované výpočty.
Čo sú kvantové logické brány?
Kvantové logické brány sú základnými stavebnými blokmi kvantových počítačov. Tieto brány umožňujú manipuláciu kvantových bitov (qubitov) a vytváranie entanglementu, čo je kľúčový proces pre kvantové výpočty. Entanglement je fenomén, pri ktorom dva alebo viac qubitov sú tak úzko prepojené, že stav jedného qubitu okamžite ovplyvňuje stav druhého, aj keď sú oddelené veľkými vzdialenosťami.
Zmiešané druhy kvantových logických brán
Zmiešané druhy kvantových logických brán umožňujú kombinovať rôzne druhy atómov alebo izotopov ako qubity. Napríklad, baryum a ytterbium môžu byť použité na rôzne úlohy v kvantovom počítači. Niektoré druhy iónov poskytujú dlhé časy koherencie na uloženie pamäte, zatiaľ čo iné umožňujú efektívne interakcie s fotónmi pre siete.
Nová technológia od IonQ a ANU
IonQ a ANU vyvinuli novú metódu, ktorá využíva ultrafast state-dependent kicks (SDKs) na urýchlenie dvoch-qubitových entangling operácií v pastových iónových kvantových systémoch. Táto metóda umožňuje kvantové brány pracovať v megahertzovom rozsahu, čo je o radu veľkostí rýchlejšie ako tradičné brány, ktoré pracujú v kilohertzovom rozsahu.
Výhody novej technológie
- Rýchlosť: Nová metóda umožňuje vykonávať dvoj-qubitové operácie v rade stoviek nanosekúnd, čo je o dva až tri rády rýchlejšie ako tradičné metódy.
- Vernosť: SDK prístup minimalizuje bežné zdroje chýb, ako je jitter časovanie pulzov a posuny frekvencie módu, dosahuje simulovaných chybových sadzieb až 10⁻⁴.
- Škálovateľnosť: Rýchlejšie brány umožňujú hlbšie kvantové obvody a efektívnejšie korekcie chýb, čo znižuje operačné náklady.
- Mitigácia chýb: Znižuje motional decoherence, čo zlepšuje stabilitu entanglementu a znižuje potrebu rozsiahlych chladiacich mechanizmov.
Vplyv na kvantové siete a budúce systémy
Táto nová technológia má potenciál významne zlepšiť kvantové siete a distribuované výpočty. Kvantové siete budú potrebovať fotonické prepojenie, aby spojili rôzne procesné uzly, čo umožní vysokorýchlostný kvantový internet. Rýchlejšie brány môžu zlepšiť rýchlosť a spoľahlivosť kvantovej komunikácie, podporovať modulárne kvantové architektúry, kde rôzne procesory spracovávajú rôzne úlohy, zatiaľ čo udržujú koherenciu cez distribuovaný systém.
Ďalšie kroky a budúca implementácia
IonQ už podala žiadosť o patentovú ochranu tejto technológie a plánuje experimentálne overenie výsledkov. Pokiaľ bude metóda úspešne overená, môže byť integrovaná do komerčných kvantových výpočtových platform IonQ, čím sa ďalej optimalizuje výkon systému.
Záver
Vývoj rýchlych zmiešaných druhov kvantových logických brán od IonQ a ANU predstavuje významný krok v oblasti kvantových výpočtov a sietí. Táto technológia má potenciál zlepšiť rýchlosť, spoľahlivosť a škálovateľnosť kvantových systémov, čo môže mať hlboký vplyv na budúci vývoj kvantových počítačov a sietí.