Un team di ricercatori della Shanghai Jiao Tong University e dell'Università della Scienza e della Tecnologia della Cina ha sviluppato un chip che consente passeggiate quantistiche bidimensionali di singoli fotoni su un dispositivo fisico. Nel loro articolo pubblicato sul sito ad accesso libero, Progressi scientifici il gruppo descrive il chip e perché credono che lo sviluppo sia stato importante.

Le passeggiate quantistiche sono la versione quantistica delle passeggiate casuali classiche, che sono un mezzo matematico per descrivere una passeggiata aleatoria naturale, per esempio., semplicemente girovagando a caso. Per descrivere tali passeggiate, matematici e informatici utilizzano griglie di distribuzione delle probabilità che mostrano una posizione attuale e possibili passi successivi. Le passeggiate quantistiche vengono utilizzate per costruire modelli che raffigurano cresciuti casualmente, reti sofisticate e complesse come la rete neurale umana. Possono anche essere utilizzati per creare reti per l'uso effettivo nelle applicazioni, e un giorno potrebbe essere utilizzato nei robot quantistici.

Come notano i ricercatori, un computer quantistico dovrebbe fornire vantaggi esponenziali rispetto ai sistemi classici a causa della loro natura. A quello scopo, gli scienziati hanno lavorato per implementare passeggiate quantistiche in una macchina fisica come parte dello sviluppo di un computer quantistico veramente utile. In questo nuovo sforzo, i ricercatori riferiscono di aver sviluppato un chip che esegue passeggiate quantistiche su una griglia bidimensionale 49x49, la più grande creata finora da qualsiasi team.

Il chip tridimensionale, riporta la squadra, è stato creato utilizzando una tecnica chiamata scrittura a femtosecondi. Utilizza la geometria esterna degli array di guide d'onda fotoniche come mezzo per eseguire le passeggiate quantistiche utilizzando un singolo fotone. Notano anche che hanno testato il chip osservando modelli e profili di varianza e confrontandoli con studi di simulazione. Suggeriscono inoltre che oltre a fare progressi verso un computer quantistico veramente utile, il chip potrebbe anche essere utilizzato per aumentare le prestazioni del calcolo quantistico analogico o dei simulatori quantistici.

Se i ricercatori possono creare computer quantistici con dimensioni molto grandi, o anche griglie di dimensioni illimitate, potrebbe essere possibile creare e utilizzare reti complesse come il sistema nervoso umano.

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