Yalen yliopiston tutkijat ovat demonneet yhtä modulaarisen kvanttitietokoneen rakentamisen keskeisistä vaiheista. Tutkijat onnistuivat kvanttiportin "teleporttauksessa" kahden kubitin välille.
Kvanttiteleportaatiota on aikaisemmin käytetty tuntemattomien kvanttitilojen välittämiseen kahden osapuolen välillä ilman, että itse tila lähetetään fyysisesti. 1990-luvulla kehitetyn teoreettisen protokollan avulla Yale-tutkijat kokeilivat kvanttioperaatiota tai "porttia" luottamatta minkäänlaiseen suoraan vuorovaikutukseen.
Tällaiset portit ovat välttämättömiä kvanttilaskennalle, joka perustuu erillisten kvanttijärjestelmien verkkoihin. Tällainen arkkitehtuuri pystyy monien tutkijoiden mukaan kompensoimaan kvanttilaskentaprosessoreihin sisältyvät luontaiset virheet.
Kvanttimodulaarisen arkkitehtuurin moduulit toimivat pieninä kvanttiprosessoreina, jotka on liitetty suurempaan verkkoon. Kun moduulit ovat eristetty toisistaan se vähentää suuremman järjestelmän ei-toivottuja vuorovaikutuksia. Kuitenkin erillisyys tekee moduulien välisistä operaatioista haasteellisia. Teleportatut portit ovat tapa toteuttaa moduulien välisiä toimintoja.
- Työmme on ensimmäinen teoreettisen protokollan demonstraatio, jossa klassinen viestintä tapahtuu reaaliaikaisesti. Tämä mahdollistaa deterministisen operoinnin, joka suorittaa halutun toiminnon joka kerta, toteavat tutkijat.
Kvanttilaskelmat tehdään herkkien kubittien avulla, jotka ovat alttiita virheille. Kokeellisissa kvanttisysteemeissä "loogisia" kubitteja valvotaan "apukubiteilla" virheiden havaitsemiseksi ja korjaamiseksi välittömästi.
- Kokeilumme on myös ensimmäinen demonstrointi kahden kubitin operaatiosta loogisten kubittien välillä. Se on virstanpylväs kohti kvantti-informaation käsittelyä käyttäen virheitä korjaavia kubitteja, toteavat tutkijat yliopistonsa tiedotteessa.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 25.9.2018