Visão geral do aparelho. uma, Diagrama de circuito quântico equivalente ilustrando a funcionalidade do hardware fotônico. Até oito modos inicializados como vácuo são comprimidos com parâmetros de compressão rk e emaranhados (por meio da transformação unitária de dois modos fixos U (2) equivalente a um divisor de feixe 50/50 com a fase de entrada relativa definida para produzir compressão de dois modos no saída) para formar estados de vácuo comprimido de dois modos. Transformação de portas de rotação de quatro modos programáveis (SU (4), representado pelas grandes caixas rotuladas U4) são aplicadas a cada subespaço de quatro modos. Todos os oito modos são lidos individualmente por medições na base Fock. b, Renderização do chip (com base em uma micrografia do dispositivo real) mostrando entradas e saídas de fibra óptica, e módulos no chip para distribuição coerente de energia da bomba, apertando, filtragem de bombas e transformações ópticas lineares programáveis. c, Esquema do aparelho completo e do sistema de controle. Linhas pretas sólidas (tracejadas) indicam sinais eletrônicos digitais (analógicos); linhas azuis indicam sinais ópticos. DAC, conversor digital para analógico; DAQ, aquisição de dados; PNR, resolução do número de fótons. d, Fotografia de todo o sistema (exceto para hardware detector de resolução de número de fótons), que foi instalado em um rack de servidor padrão. Crédito: Natureza (2021). DOI:10.1038 / s41586-021-03202-1
Uma equipe de pesquisadores e engenheiros da empresa canadense Xanadu Quantum Technologies Inc., trabalhando com o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA, desenvolveu um programável, chip quântico fotônico escalonável que pode executar vários algoritmos. Em seu artigo publicado na revista Natureza , o grupo descreve como eles fizeram seu chip, suas características e como pode ser usado. Ulrik Andersen, da Technical University of Denmark, publicou um artigo News &Views na mesma edição do periódico descrevendo a pesquisa atual sobre computadores quânticos e o trabalho da equipe no Canadá.
Cientistas de todo o mundo estão trabalhando para construir um computador quântico verdadeiramente útil, capaz de realizar cálculos que levariam milhões de anos para computadores tradicionais. A data, a maioria desses esforços tem se concentrado em duas arquiteturas principais - aquelas baseadas em circuitos elétricos supercondutores e aquelas baseadas na tecnologia de íons aprisionados. Ambos tem suas vantagens e desvantagens, e ambos devem operar em um ambiente super-resfriado, tornando-os difíceis de escalar. Receber menos atenção é trabalhar usando uma abordagem baseada em fotônica para construir um computador quântico. Tal abordagem tem sido vista como menos viável devido aos problemas inerentes à geração de estados quânticos e também à transformação desses estados sob demanda. Uma grande vantagem dos sistemas baseados em fotônica sobre as outras duas arquiteturas é que eles não precisariam ser resfriados - eles poderiam funcionar em temperatura ambiente.
Neste novo esforço, o grupo em Xanadu superou alguns dos problemas associados aos sistemas baseados em fotônica e criou um chip quântico fotônico programável funcional que pode executar vários algoritmos e também pode ser ampliado. Eles a chamaram de unidade de processamento quântico fotônico X8. Durante a operação, o chip está conectado ao que a equipe da Xanadu descreve como uma fonte de "luz comprimida" - pulsos de laser infravermelho trabalhando com ressonadores microscópicos. Isso ocorre porque o novo sistema executa computação quântica variável contínua em vez de usar geradores de fóton único.
Como parte de seu anúncio, Os representantes da Xanadu observaram que seu novo sistema é a primeira plataforma de computação quântica fotônica a ser disponibilizada ao público. Aqueles que desejam executar aplicativos nele podem optar por sistemas rodando 8 ou 12 qubits na nuvem quântica de Xanadu.
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