Kinesiska forskare Xianmin Jin och hans kollegor från Shanghai Jiao Tong University har framgångsrikt tillverkat det största skalade kvantchipet och visat de första tvådimensionella kvantgångarna av enstaka fotoner i verkligt rymdutrymme, som kan ge en kraftfull plattform för att öka analog kvantberäkning för kvantöverlägsenhet.
Sedan början av förra året har IBM, Google, Intel och rivaler har tävlat om att sätta nya rekord på det uppnådda antalet qubits inom kvantdatorutveckling. Dock, universella kvantdatorer är långt ifrån genomförbara tills felkorrigering och fullständiga kopplingar mellan det ökande antalet qubits kan realiseras. I kontrast, analoga kvantdatorer, eller kvantsimulatorer, kan byggas på ett enkelt sätt för att lösa praktiska problem direkt utan felkorrigering, och potentiellt slå beräkningskraften hos klassiska datorer inom en snar framtid.
Som en kraftfull och enkel metod för analog kvantdator, kvantpromenaden i en tvådimensionell matris kartlägger vissa beräkningsuppgifter in i kopplingsmatrisen för kvantbanorna, och ger effektiva lösningar på även klassiskt svårlösliga problem. Framträdande kvantfördelar kan uppnås så länge kvantsystemens skala överstiger en avsevärt stor nivå. Xianmin Jin et al kan nu tillverka ett tredimensionellt fotoniskt chip med en skala upp till 49 × 49 noder med en teknik som kallas femtosekund direkt skrivning. Det är det största skalade chipet som hittills rapporterats som möjliggör förverkligandet av denna tvådimensionella kvantvandring i verklig rumslig rymd, och låter forskare utforska många nya kvantdatoruppgifter.
Detta arbete visar att dimensionen och skalan för kvantsystem kan användas som nya resurser för att öka kvantberäkningskraften. Under de senaste två decennierna har att öka fotonantalet har ställt till en utmaning, vilket resulterar i sannolikhetsbildning av enstaka fotoner och multiplikativ förlust. Denna geniala alternativa metod för att öka den externa fysikdimensionen och komplexiteten hos kvantutvecklingssystemet kan påskynda framtida analog kvantberäkning.
