큐비트의 양자 상태(양자 컴퓨터의 트랜지스터 게이트와 조건부 유사성)는 온도나 기계적 진동의 작은 변동에 의해 거의 즉시 중단됩니다. 양자 시스템을 위한 작업 환경은 모든 외부 영향으로부터 상상할 수 없는 고립 상태에서만 생성될 수 있습니다. 이 모든 것은 양자 시스템이 극도로 복잡하고 확장성이 좋지 않다는 사실로 이어집니다. 미국 과학자들이 이 문제에 대한 해결책을 제안했습니다.
Stanford University의 과학자 그룹은 현대 양자 시스템의 두 가지 문제를 한 번에 해결했습니다. 그들은 시스템 설계를 단순화하고 확장할 수 있는 독창적인 솔루션을 제안했습니다. 이 작업에 대한 기사는 Optica 에디션에 인쇄되어 있으며 다음 링크에서 볼 수 있습니다.
https://www.osapublishing.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-8-12-1515&id=465446
"일반적으로 이러한 종류의 [광자] 양자 컴퓨터를 구축하려면 잠재적으로 수천 개의 양자 이미 터를 가져와 완벽하게 균일하게 만든 다음 거대한 광자 회로에 통합해야 합니다."라고 리드인 Ben Bartlett가 말했습니다. 저자 연구. "반면 이 설계에서는 소수의 비교적 간단한 구성 요소만 필요하며 실행하려는 양자 프로그램의 크기에 따라 기계의 크기가 증가하지 않습니다."
발명가들은 시스템을 만드는 데 필요한 모든 것이 광섬유 케이블, 빔 스플리터, 두 개의 광 스위치 및 광 공진기라고 말합니다. 이 모두는 상업적으로 찾을 수 있습니다. 또한 제안된 방식은 시스템의 논리 요소(게이트) 수를 줄일 수 있습니다.
연구자들이 제안한 양자 시스템의 아키텍처에서 하나의 원자(큐비트)는 하나의 광자(큐비트)와 상호 작용하지 않고 얽힌 상태로 들어가는 것이 아니라 전체 일련의 광자와 상호 작용합니다. 광자는 결합된 후 링 도파관으로 전달되고 양자 알고리즘이 진행됨에 따라 사용할 수 있습니다. 이러한 양자 플랫폼의 구성을 변경하려면(읽기 - 시뮬레이션의 초기 조건을 변경하기 위해) 원자와 일련의 특정 광자의 상호 작용에 대한 알고리즘만 변경하면 됩니다. 현대의 양자 컴퓨팅 시설에서 이를 위해서는 시스템을 물리적으로 재구축해야 합니다. 즉, 많은 장비를 다시 연결하고 광자 트랙을 리디렉션해야 합니다.
일반적으로 제안된 설계는 광자를 저장하는 링과 산란 장치의 두 가지 주요 부분으로 구성됩니다. 광자는 큐비트이며 링을 따라 이동하는 방향에 따라 값이 1인지 0인지 또는 두 방향으로 동시에 이동하는 경우 둘 다인지 결정합니다. 이는 중첩 현상에 해당합니다.
광자에 대한 정보를 인코딩하기 위해 시스템은 광자를 고리에서 산란 단위로 안내하여 원자 하나가 있는 볼륨으로 떨어집니다. 광자는 원자와 상호 작용할 때 얽히게 되거나 더 간단히 말해서 양자 상태가 결합되어 서로 분리되어 표시될 수 없습니다. 따라서 연결된 입자 중 하나에 대한 영향은 위치에 관계없이 다른 입자에 즉시 영향을 미칩니다. 이것은 소위 양자 순간 이동입니다. 결합된 광자는 광학 루프로 돌아가지만 레이저로 원자에 작용하여 전체 광자 사슬을 프로그래밍하여 상태를 변경할 수 있습니다.
이러한 시스템에서 큐비트 수를 늘리려면 단순히 더 많은 광자를 루프에 추가하고 시스템을 물리적으로 늘리지 않고 새 루프, 반사기 등을 추가하는 것으로 충분합니다. 매우 간단하다고 연구원들은 말합니다. 이것은 흥미로운 길이며 그들은 그것을 더 따르려고 할 것입니다.
2021-11-30 15:32:16
작가: Vitalii Babkin