Bristolin yliopiston ja Tanskan teknisen yliopiston (DTU) tutkijat ovat yhteisvoimin onnistuneesti kehittäneet piirirakenteita, jotka kykenevät koodaamaan kvantti-informaatiota piireissä muodostetussa valolla. Innovaatio mahdollistaa kvantti-informaation erittäin tehokkaan prosessoinnin erittäin alhaisella kohinalla. Demonstraatio voisi mahdollistaa merkittävän lisäyksen kykyyn tuottaa monimutkaisempia kvanttipiirejä, joita vaaditaan kvanttilaskennassa ja viestinnässä.
Tutkimustyö sisälsi useita kvanttitason demonstraatioita. Yhdessä läpimurtokokeessa tutkijat osoittavat ensimmäistä kertaa informaation kvanttiteleportaation kahden ohjelmoitavan sirun välillä. Kvanttiteleportaatio tarjoaa kvanttipartikkelien kvanttitilan siirron paikasta toiseen hyödyntämällä lomittumista. Teleportaatio ei ole hyödyllinen vain kvanttiviestinnässä, vaan se on optisen kvanttilaskennan perusta.
Lomittuneen viestintäyhteyden luominen laboratoriossa kahden sirun välille on osoittautunut erittäin haastavaksi. Bristolin tutkimusta vetänyt Dan Llewellyn kuitenkin toteaa: - Pystyimme toteuttamaan korkealaatuisen lomittumislinkin laboratoriossa kahden sirun välillä, jossa kummallakin sirulla olevilla fotoneilla on yksi yhteinen kvanttitila. Kumpikin siru ohjelmoitiin sitten suorittamaan joukko demonstraatioita, jotka hyödyntävät lomittumista.
Tiimin lippulaivademonstraatio oli kahden sirun teleportaatiokoe, jossa partikkelin yksilöllinen kvanttitila välitetään kahden sirun yli kvanttimittauksen suorittamisen jälkeen. Tässä mittauksessa hyödynnetään kvanttifysiikan omituista käyttäytymistä, joka samanaikaisesti purkaa lomittumislinkin ja siirtää partikkelin tilan toiseen partikkeliin, joka on vastaanottavalla sirulla.
Tulokset osoittivat korkeatasoista 91-prosenttista kvanttiteleportaatiota. Lisäksi tutkijat pystyivät osoittamaan suunnitelmansa muita tärkeitä toiminnallisuuksia, kuten lomittumisen vaihtaminen, jollaista tarvitaan kvanttitoistimiin ja kvanttiverkkoihin sekä nelifotonisia GHZ-tiloja, joita tarvitaan kvanttilaskentaan ja kvantti-internettiin.
DTU:n Yunhong Dingin mukaan alhainen hävikki, hyvä vakaus ja erinomainen hallittavuus ovat erittäin tärkeitä integroidulle kvanttifotoniikalle. Tämäkin kokeilu onnistui DTU:ssa valmistetun korkealaatuiseen piifotonisen tekniikan ansiosta.
Tutkimuksen johtava kirjoittaja, Pekingin yliopistossa nykyisin työskentelevän tohtori Jianwei Wangin mukaan kvanttifotonisten laitteiden ja klassisten elektronisten ohjaimien integrointi piisirulle avaa jatkossa oven täysin sirupohjaiseen CMOS-pohjaiseen kvanttipiirien valmistamiseen ja informaation käsittelyyn verkoissa.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 8.1.2020
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
