Kredit:ArtemisDiana, Shutterstock
Kvantdatorer lovar att driva datoranvändning långt utöver vad dagens datorer kan, men denna potential har ännu inte realiserats. I sitt sökande efter ett sätt att visa kvantöverhöghet, utvecklar forskare som arbetar i det EU-finansierade PHOQUSING-projektet ett hybridberäkningssystem baserat på banbrytande integrerad fotonik som kombinerar klassiska och kvantprocesser.
Projektets mål är att utveckla en kvantsamplingsmaskin som kommer att sätta Europa i framkant av fotonisk kvantberäkning. Med detta mål i åtanke har PHOQUSING projektpartner QuiX Quantum i Nederländerna skapat den största kvantfotoniska processorn som är kompatibel med kvantpunkter (nanometerstora halvledarkristaller som avger ljus i olika färger när de belyses av ultraviolett ljus). Processorn är den centrala komponenten i kvantsamplingsmaskinen, en kvantberäkningsenhet på kort sikt som kan visa en kvantfördel.
"Kvantprovtagningsmaskiner baserade på ljus tros vara mycket lovande för att visa en kvantfördel", rapporterar en nyhet som publicerats på QuiX Quantums webbplats. "Problemet med att dra prover från en sannolikhetsfördelning, matematiskt för komplex för en klassisk dator, kan enkelt lösas genom att låta ljus fortplanta sig genom sådana kvantprovtagningsmaskiner. I själva kärnan av kvantprovtagningsmaskiner finns det linjära storskaliga optiska interferometrar, dvs fotoniska processorer."
En titt på chipet
Processorn som forskargruppen utvecklade är ett "rekordstort" 20-läges kiselnitridfotonchip som är optimerat för användning i det nära-infraröda våglängdsområdet, som arbetar vid en våglängd på 925 nanometer. Enligt ett webbseminarium som presenterar processorn, gör de 20 ingångslägena med 190 enhetsceller och 380 inställbara element troligen denna processor till det mest komplexa fotoniska chipet som finns tillgängligt idag. Förutom det stora antalet lägen, inkluderar nyckelfunktionerna hos den kvantfotoniska processorn låga optiska förluster (på 2,9 decibel per läge) och hög kvalitet (99,5 % för permutationsmatriser och 97,4 % för Haar-slumpmässiga matriser). Den nyckelfärdiga processorn möjliggör också kvantinterferens med hög synlighet (98 %).
Prof. Fabio Sciarrino säger, "Den etablerade högpresterande fotonikteknologin som tillhandahålls av QuiX Quantum är avgörande för projektets framgång eftersom den tillgodoser behovet av vetenskap-till-teknik-övergång som behövs för att utveckla användbar kvantberäkning." Projektet samlar sju partners från Frankrike, Italien, Nederländerna och Portugal:fem akademiska organisationer och forskningsorganisationer och två industriella aktörer, alla europeiska ledare inom området kvantinformationsbehandling och integrerad fotonik. + Utforska vidare
