Högdimensionell GBS från en fullt programmerbar fotonisk processor. Ett periodiskt pulståg av enkelmods pressade tillstånd från en pulsad OPO går in i en sekvens av tre dynamiskt programmerbara loop-baserade interferometrar. Varje slinga innehåller en VBS, inklusive en programmerbar fasskiftare, och en optisk fiberfördröjningslinje. Vid utgången av interferometern skickas det Gaussiska tillståndet till ett 1-till-16 binärt switchträd (demux), som delvis demultiplexar utsignalen före avläsning av PNR. Den resulterande detekterade sekvensen av 216 fotonnummer, i cirka 36 μs, omfattar ett prov. Fiberfördröjningarna och medföljande stråldelare och fasskiftare implementerar grindar mellan både temporärt angränsande och avlägsna lägen, vilket möjliggör högdimensionell anslutning i kvantkretsen. Ovanför varje slingsteg avbildas en gitterrepresentation av det flerpartita intrasslade Gauss-tillståndet som successivt syntetiseras. Det första steget (τ) åstadkommer programmerbara grindar i två lägen (gröna kanter) mellan lägena närmaste granne i en dimension, medan det andra (6 τ) och tredje (36 τ) förmedlar kopplingar mellan lägen separerade av sex och 36 tidsfack i de andra och tredje dimensionerna (röda respektive blå kanter). Varje körning av enheten involverar specifikationen av 1 296 verkliga parametrar, motsvarande sekvensen av inställningar för alla VBS-enheter. Kredit:Nature (2022). DOI:10.1038/s41586-022-04725-x
Ett team av forskare från Xanadu i Kanada och National Institutes of Standards and Technology, i USA, hävdar att deras kvantdator, Borealis, har uppnått beräkningsmässiga fördelar genom att ta sig an utmaningen med bosonsampling. I deras artikel publicerad i tidskriften Nature , beskriver gruppen sin dator och hur väl den presterade när de tacklade utmaningen. Daniel Jost Brod, med Federal Fluminense University, i Brasilien, har publicerat en News &Views-artikel i samma tidskriftsnummer som beskriver kvantberäkningens korta historia och det arbete som gjorts av teamet med denna nya ansträngning.
När arbetet fortsätter mot en verkligt användbar kvantberäkningsmaskin, tillför forskargrupper mer kraft till enheterna de arbetar med och utsätter dem sedan för beräkningsmässiga fördelstester. Sådana tester är avsedda att visa att en given enhet kan hantera ett problem som skulle ta konventionella datorer så lång tid att köra att det skulle vara opraktiskt.
I denna nya ansträngning tog forskarna sig an bosonprovtagningsutmaningen med hjälp av en fotonisk maskin som använder fotoner för att representera qubits. Tekniskt kallad Gaussisk bosonsamplingsutmaning, innebär det att förbereda ljustillstånd och rikta dem genom ett nätverk av stråldelare och sedan räkna hur många av fotonerna som kommer till en detektor. De bästa moderna datorerna fastnar snabbt när de försöker utmaningen, medan teorin har föreslagit att en kvantdator borde lysa. Tidigare ansträngningar för att anta utmaningen har involverat användningen av 76 till 113 fotoner. Maskinen som byggdes av teamet på detta nya försök kunde komma åt upp till 219 fotoner, medan den var i genomsnitt 125 – ett betydande steg framåt.
Under utmaningen upptäckte teamet att Borealis kunde utföra den angivna uppgiften på 36 mikrosekunder. Forskarna beräknade att det skulle ha tagit den bästa traditionella datorn cirka 9 000 år att utföra samma uppgift. Denna skillnad, hävdar forskarna, visar beräkningsmässig fördel. Forskarna tog sitt arbete ett steg längre genom att testa resultatet från Borealis och visade att det inte kunde förfalskas, bevis på att svaren den gav var korrekta. + Utforska vidare
© 2022 Science X Network
