Ett team av forskare knutna till flera institutioner i Kina har byggt och testat en fotonisk kvantdator som visar kvantöverhöghet. I deras tidning publicerad i tidningen Vetenskap , gruppen beskriver sin dator, som de kallar Jiuzhang, och hur bra den presterade när den utförde Gaussisk bosonsampling.

Kvantdatorer har varit i nyheterna på sistone när forskare försöker avgöra om de kan uppfylla förväntningarna. Kvantdatorer kan avsevärt överträffa konventionella maskiner på vissa uppgifter. Målet är att uppnå vad som har kommit att kallas "kvantöverhöghet" - där en kvantdator kan överträffa konventionella datorer på minst en typ av uppgift. Tills nu, endast en dator har någonsin uppnått denna bedrift – Googles Sycamore-enhet. Och eftersom området fortfarande är så nytt, forskare runt om i världen arbetar med väldigt olika design. Sycamore baserades på qubits representerade av supraledande material. I denna nya insats, teamet i Kina har utvecklat en fotonbaserad kvantdator som kan utföra en enda specifik typ av beräkning – bosonsampling.

Bosonsampling är ett sätt att beräkna utsignalen från en rätlinjig optisk krets som har flera in- och utgångar. Det utförs genom att konstruera en maskin där fotoner skickas in i en krets parallellt, och väl inne, delas av stråldelare. De splittrade fotonerna fortsätter genom kretsen, stöter på speglar och andra stråldelare. I synnerhet, om två fotoner råkar stöta på samma splitter samtidigt, båda odelade fotonerna kommer att följa en av vägarna bort från splittern. Processen upprepas, vilket resulterar i en fördelning av siffror som representerar nätverkets utdata. Konventionella datorer fastnar mycket snabbt när man försöker beräkna distributioner av ett sådant system. Jiuzhang byggdes för att hantera 100 ingångar och 100 utgångar med 300 stråldelare och 75 speglar.

Forskarna fann att det tog Jiuzhang cirka 200 sekunder att ge ett svar. De noterade att det skulle ha tagit världens snabbaste superdator cirka 2,5 miljarder år att utföra samma beräkningar – ett tydligt exempel på kvantöverlägsenhet.

© 2020 Science X Network