Komputery kwantowe mogą być w stanie uruchamiać przydatne algorytmy szybciej dzięki nowemu routerowi kwantowemu, który pomaga przesyłać dane szybciej na właściwe miejsce.
Tradycyjne komputery unikają zwolnienia w obliczu skomplikowanego programu częściowo poprzez użycie pamięci RAM do tymczasowego przechowywania pewnych informacji. Kluczowym komponentem do budowy kwantowego odpowiednika RAM, znanego jako QRAM, jest router. Nie jest to router kierujący twoje zapytania internetowe w odpowiednie miejsce, ale wewnętrzny router kierujący ruchem informacyjnym wewnątrz komputera.
Connie Miao z Uniwersytetu Stanforda w Kalifornii i jej koledzy zbudowali teraz taki urządzenie. „Projekt był motywowany algorytmami korzystającymi z QRAM. Pojawiło się wiele artykułów sugerujących: 'Gdybyśmy mieli QRAM, moglibyśmy zrobić XYZ’, ale nie był to jeszcze udowodnione [eksperymentalnie]”, mówi.
Nowy router składa się z kubitów, podstawowych składników wszystkich komputerów kwantowych i pamięci kwantowych, wykonanych z małych obwodów nadprzewodzących kontrolowanych za pomocą impulsów elektromagnetycznych. Podobnie do tradycyjnego routera, ten kwantowy przesyłany jest informacje kwantowe do adresów kwantowych. To, co odróżnia urządzenie jako w pełni kwantowe, to możliwość zakodowania adresu nie tylko w jednym miejscu, ale w superpozycji dwóch miejsc. Zespół przetestował to z trzema kubitami i stwierdził, że jest to około 95 procent wiarygodne.
To oznacza, że jeśli byłoby włączone do QRAM, urządzenie mogłoby przenieść informacje do stanu kwantowego, gdzie niemożliwe jest określenie, w którym z dwóch miejsc jest przechowywana – dokładnie tego rodzaju zjawisko uważane jest za czynnik sprawiający, że komputery kwantowe są potężne.
Luming Duan z Uniwersytetu Tsinghua w Chinach, którego zespół wcześniej zbudował router kwantowy, który działał tylko podczas niektórych prób, mówi, że nowe urządzenie jest ważnym krokiem w kierunku budowy praktycznych QRAM, co może umożliwić uruchamianie algorytmów uczenia maszynowego kwantowego.
Członek zespołu David Schuster z Uniwersytetu Stanforda mówi, że wciąż istnieje wiele otwartych pytań dotyczących tego, gdzie dokładnie routowanie kwantowe mogłoby mieć praktyczne znaczenie, ale możliwości są szerokie, od znanych algorytmów do przeszukiwania baz danych, po tworzenie kwantowych adresów IP dla przyszłych iteracji internetu.
Mimo to obecna wersja routera wciąż nie jest wystarczająco niezawodna do niektórych z tych zastosowań, więc musi być poprawiona, aby miała mniej błędów i zawierała większą liczbę kubitów w przyszłości – mówi Sébastien Léger z Uniwersytetu Stanforda, który pracował nad projektem.
Źródło: PRX Quantum, w przygotowaniu.
link źródłowy
