GBS ad alta dimensione da un processore fotonico completamente programmabile. Un treno di impulsi periodico di stati compressi monomodali da un OPO pulsato entra in una sequenza di tre interferometri basati su loop programmabili dinamicamente. Ogni loop contiene un VBS, incluso uno sfasatore programmabile e una linea di ritardo in fibra ottica. All'uscita dell'interferometro, lo stato gaussiano viene inviato a un albero di commutazione binario da 1 a 16 (demux), che demultipla parzialmente l'uscita prima della lettura dei PNR. La sequenza rilevata risultante di 216 numeri di fotoni, in circa 36 μs, comprende un campione. I ritardi in fibra e i relativi divisori di fascio e sfasatori implementano porte tra le modalità temporalmente adiacenti e distanti, consentendo la connettività ad alta dimensione nel circuito quantistico. Sopra ogni stadio del ciclo è raffigurata una rappresentazione reticolare dello stato gaussiano entangled multipartito che viene progressivamente sintetizzato. Il primo stadio (τ) effettua porte programmabili a due modalità (bordi verdi) tra le modalità del vicino più vicino in una dimensione, mentre la seconda (6 τ) e la terza (36 τ) mediano gli accoppiamenti tra le modalità separate da sei e 36 intervalli di tempo in la seconda e la terza dimensione (rispettivamente bordi rossi e blu). Ogni esecuzione del dispositivo comporta la specifica di 1.296 parametri reali, corrispondenti alla sequenza di impostazioni per tutte le unità VBS. Credito:Natura (2022). DOI:10.1038/s41586-022-04725-x
Un team di ricercatori di Xanadu in Canada e del National Institutes of Standards and Technology, negli Stati Uniti, afferma che il loro computer quantistico, Borealis, ha ottenuto un vantaggio computazionale nell'affrontare la sfida del campionamento dei bosoni. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Nature , il gruppo descrive il proprio computer e le sue prestazioni nell'affrontare la sfida. Daniel Jost Brod, della Federal Fluminense University, in Brasile, ha pubblicato un articolo su News &Views sullo stesso numero di rivista che delinea la breve storia dell'informatica quantistica e il lavoro svolto dal team su questo nuovo sforzo.
Mentre il lavoro continua verso una macchina di calcolo quantistico veramente utilizzabile, i gruppi di ricerca aggiungono più potenza ai dispositivi su cui stanno lavorando e quindi li sottopongono a test di vantaggio computazionale. Tali test hanno lo scopo di dimostrare che un determinato dispositivo è in grado di elaborare un problema che richiederebbe ai computer convenzionali così tanto tempo per l'esecuzione che sarebbe poco pratico.
In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno affrontato la sfida del campionamento del bosone utilizzando una macchina fotonica che utilizza i fotoni per rappresentare i qubit. Tecnicamente chiamata la sfida di campionamento del bosone gaussiano, consiste nel preparare stati di luce e dirigerli attraverso una rete di divisori di raggio e quindi contare quanti fotoni arrivano a un rivelatore. I migliori computer moderni si impantanano rapidamente quando tentano la sfida, mentre la teoria ha suggerito che un computer quantistico dovrebbe brillare. I precedenti sforzi per affrontare la sfida hanno comportato l'uso di 76-113 fotoni. La macchina costruita dal team su questo nuovo sforzo è stata in grado di accedere a un massimo di 219 fotoni, con una media di 125, un notevole balzo in avanti.
Durante l'esecuzione della sfida, il team ha scoperto che Borealis è stato in grado di eseguire l'attività specificata in 36 microsecondi. I ricercatori hanno calcolato che il miglior computer tradizionale avrebbe impiegato circa 9.000 anni per svolgere lo stesso compito. Questa differenza, affermano i ricercatori, mostra un vantaggio computazionale. I ricercatori hanno fatto un ulteriore passo avanti nel loro lavoro testando l'output fornito da Borealis e hanno dimostrato che non poteva essere falsificato, prova che le risposte fornite erano corrette. + Esplora ulteriormente
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