Las computadoras cuánticas son capaces de resolver problemas complejos que serán imposibles para la supercomputadora clásica más potente.
Así como la computadora clásica tiene componentes separados, pero integrados, que deberían funcionar juntos, como el chip de memoria y la CPU en la placa madre, una computadora cuántica necesitará comunicar información cuántica entre varios procesadores.
La arquitectura existente se utiliza para conectar los procesadores cuánticos súper conductores “punto a punto” en contacto, lo que significa que necesitan una serie de transferencia entre nodos de red, lo que contiene tasas de error compuestas.
En el camino para superar estos desafíos, los investigadores del MIT desarrollaron un nuevo dispositivo de contacto mutuo que puede soportar la comunicación de “todo a todo” en expansión, como todos los procesadores cuánticos súper conductores en la red pueden contactar entre sí directamente.
Crearon una red de dos procesadores cuánticos y usaron sus contactos de un lado a otro para buscar el fotón de microondas en la dirección de la explicación del usuario. Photone es partículas de luz que pueden tomar información cuántica.
El dispositivo contiene un cable súper conductor o una guía de vista, que apaga el fotón entre los procesadores y puede estar enraizado en la medida de lo necesario. Los investigadores pueden conectar cualquier tipo de módulos, que transmite efectivamente información entre la red de expansión de los procesadores.
Utilizaron esta conexión para demostrar la confusión remota, un tipo de conexión entre los procesadores cuánticos que no están conectados físicamente. La confusión remota es un paso clave hacia el desarrollo de una red potente y distribuida de muchos procesadores cuánticos.
“En el futuro, una computadora cuántica probablemente necesitará contactos bilaterales locales y locales. La comunicación local es natural en las filas de entrenadores súper conductores. Nuestros contactos más irracionales permiten. Podemos enviar fotones a diferentes frecuencias, tiempos y dos propaganda, que podemos enviar a fotones, y podemos enviar fotones a nuestra red. El autor principal de una disertación en el Grupo de Investigación de Sistemas Quantos de Laboratorio de Investigación de Electrónica (RLE) e interconexión.
Sus coautores incluyen baterías de estudiantes graduados en el grupo X. Autor senior William de Oliver, Profesor de Ingeniería Eléctrica y MIT de Informática y Física, Socio de Laboratorio MIT Lincoln, Director de Centro de Ingeniería Quantum y Director Asociado de RLE. Y el otro en el MIT y el Laboratorio Lincoln. Aparecerá en la investigación Física de la naturaleza.
Una arquitectura con plegada extendida
Los investigadores habían desarrollado previamente un módulo de computación cuántica, que les permite enviar una información de transporte de fotones de microondas con la guía de vista en cualquier dirección.
En el nuevo trabajo, empujó la arquitectura un paso más allá conectando los dos módulos con el Waewy, para eliminar el fotón en la dirección deseada y luego absorber el otro extremo.
Cada módulo consta de cuatro mazorcas, que funcionan como una interfaz entre los fotones y los grandes procesadores cuánticos que llevan una vista.
Las mazorcas en el módulo eliminan y absorben el fotón en la guía de vista, y luego entregan la información para cerrar los cobats de datos que almacenan la comunicación como resultado de la comunicación.
Los investigadores usan una serie de pulsos de microondas para agregar energía al Coabott, que luego excluye el fotón. Controlando cuidadosamente la fase de estos pulsos permite un efecto de intervención cuántica que les permite excluir los fotones en cualquier dirección junto con las guías de vista. Cambiar pulsos a tiempo permite una de las reglas en cualquier otro módulo a cualquier distancia discrecional para absorber el fotón.
Oliver explica: “Lanzar y atrapar el fotón nos permite crear un ‘bilateral cuántico’ entre procesadores cuánticos no locales, y crea confusión remota con la comunicación cuántica.
“Crear confusión remota es un paso importante hacia la construcción de un procesador cuántico masivo a partir de módulos a escala pequeña. Incluso después del vencimiento de este fotón, tenemos una conexión entre dos coamentes remotos o ‘irracionales’.
Sin embargo, la transferencia de fotón entre dos módulos no es suficiente para crear una confusión remota. Los investigadores necesitan crear locos y fotones para que los módulos “compartan” el fotón al final del protocolo.
Para crear confusión
El equipo hizo esto al detener los pulsos de emisión de fotones a la mitad de su duración. En términos mecánicos cuánticos, ambos fotones se mantienen y excluyen. Clásicamente, uno puede pensar que la mitad del fotón está intacto y la mitad está fuera.
Una vez que se absorbe el módulo del receptor, “medio fotón”, ambos módulos se confunden.
Pero cuando los fotones distorsionan el fotón en los viajes, juntas, enlaces de cables y guías de vista y limitan el rendimiento de absorción del módulo receptor.
En gran medida, la lealtad, o para crear una confusión remota con precisión, los investigadores necesitaban maximizar con qué frecuencia se absorbía el fotón en el otro extremo.
“El desafío en esta tarea era formar correctamente fotones para que pudiéramos maximizar el rendimiento de absorción”.
Usaron un algoritmo de refuerzo para descubrir cómo los fotones de propaganda se distorsionarían de antemano. Después de eso, “predijo” el fotón, por lo que se creó de la mejor manera de maximizar la emisión y la absorción a medida que se transmitía entre los módulos.
Cuando implementaron este mejor protocolo de absorción, lograron mostrar más del 60 % del rendimiento de absorción de fotones.
Este rendimiento de absorción es lo suficientemente alto como para demostrar que al final del protocolo, el estado resultante está enredado, que es un hito importante en la manifestación.
“Podemos usar esta arquitectura para crear una red con todo conectividad”, dice Yankelevich.
En el futuro, pueden mejorar el camino mejorando el pasaje en el que se propaga el fotón, tal vez en lugar de un cable súper conductor que conecta los módulos en 3D y conecte paquetes de microondas separados. También pueden hacer que el protocolo sea más rápido, por lo que las posibilidades de acumulación de errores son menores.
“En principio, nuestro protocolo de generación distante también se puede extender a otros tipos de computadoras cuánticas y los principales sistemas de Internet cuántico”.
El trabajo fue proporcionado parcialmente por la Oficina de Investigación del Ejército de los EE. UU., El Centro AWS para la Computación cuántica y la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos.
