Az Oxfordi Egyetem fizikusai sikeresen összekapcsoltak két különálló kvantumszámítógépet egy fotonikus hálózaton keresztül, és segítségükkel a világon először bemutatták a logikai kapuk kvantumteleportálását. Ezzel bebizonyították, hogy a hálózatra kötött kvantuminformáció-feldolgozás megvalósítható a jelenlegi technológiával.

A kvantumszámítógépek a kvantummechanikát használják fel az információ tárolására és feldolgozására. A bináris számítógépekkel ellentétben, ahol az információ alapegysége, a bitek vagy „be” vagy „ki” állapotban lehetnek, a kvantumbitek (qubitek) a szuperpozíció tulajdonságát használják ki, ahol az információ többféle állapotban is létezhet, és ez a mai szuperszámítógépeknél sokkal gyorsabb számítási sebességet kínál.

A kvantumgépeknek azonban van egy nagy technológiai akadályuk: egyelőre nem lehet őket méretezni. Ennek fő oka, hogy a kvantumszámítógépek rendkívül alacsony hőmérsékleten működnek, és egy olyan nagy kvantumprocesszor megépítése, amely egyszerre több millió qubitet képes kezelni, egy hatalmas méretű gép és egy ugyanilyen nagy kriogén hűtési infrastruktúra megépítését jelentené.

Az Oxford University Physics kutatói ezt a problémát egy olyan skálázható architektúrával próbálták megoldani, amelyben a modulok egymáshoz kapcsolhatók, és így egy nagy gépet lehet létrehozni. Az egyes modulok kis számú csapdába esett ion qubitből álltak, amelyeket aztán optikai kábel segítségével kapcsoltak össze. Itt az adatokat elektromos jelek helyett fotonokként továbbítják, ami lehetővé teszi, hogy a qubiteket modulok között összefonódjanak. Egy kvantumszámítógép esetében ez a megközelítés áthidalja a skálázhatóság problémáját, miközben biztosítja a szükséges környezetet a kvantumméretű műveletekhez, amelyek hajlamosak az interferenciára és a hibákra.

A megközelítésük hatékonyságának demonstrálására a kutatók sikeresen végrehajtották a Grover-keresést, amely egy adott elemet próbált megtalálni egy nagy, strukturálatlan adathalmazban. Ezzel lényegében bizonyították, hogy a hálózati elosztott kvantuminformáció-feldolgozás működőképes. A kutatók szerint ezzel új szintre emelhetik a kvantumszámítógépek építését.

Forrás: Interesting Engineering

Borítókép: EurekAlert