Quantum

Atlas

راه‌اندازی اولین پلت فرم محاسبات کوانتومی نوری جهان با اهداف عمومی در ژاپن

۲۲ آبان ۱۴۰۳ اخبار جهان ، کامپیوتر کوانتومی ، محاسبات کوانتومی محاسبات کوانتومی نوری ، کامپوتر کوانتومی نوری ، تله‌پورت کوانتومی

خلاصه خبر:

سه موسسه ژاپنی RIKEN، NTT، و Amplify Inc. اولین رایانه کوانتومی عمومی نوری جهان را توسعه داده‌اند، که محاسبات در نزدیک دمای اتاق و با سرعت‌های تراهرتز را ممکن می‌سازد. این سیستم با معماری آنالوگ پیوسته و تله‌پورت کوانتومی، محاسبات چندمرحله‌ای را تسهیل می‌کند. روش القایی اندازه‌گیری آن که درهم‌تنیدگی کوانتومی مقیاس‌پذیر ایجاد می‌کند، اجازه انجام عملیات متنوع کوانتومی را می‌دهد. این رایانه به‌کمک تقویت‌کننده پارامتری نوری NTT و موجبر نیوبات لیتیوم پیشرفته، امکان پردازش حدود 100 ورودی پیوسته و گسترش به کاربردهای پیچیده را دارد. کاربران از طریق cloud به این سیستم متصل شده و مدارهای کوانتومی طراحی و اجرا می‌کنند. پروژه با حمایت JST مون‌شات ژاپن، هدف افزایش سرعت، ظرفیت و مقاوم‌سازی در برابر خطا برای توسعه رایانه‌های کوانتومی مقیاس بزرگ‌ و مقاوم‌تر را دنبال می‌کند.

توضیحات تکمیلی:

موسسه‌های RIKEN، NTT، و Amplify Inc. به طور مشترک اولین کامپیوتر کوانتومی نوری همه منظوره جهان را توسعه داده‌اند که پیشرفت‌های پیشگامانه‌ای را در محاسبات کوانتومی در مقیاس بزرگ ارائه می‌کند. این سیستم که اکنون از طریق یک پلتفرم ابری در دسترس است، در دمای تقریباً اتاق کار می کند و به سرعت هایی در محدوده تراهرتز می رسد. با استفاده از طراحی نوآورانه آنالوگ متغیر پیوسته (continuous-variable analog design) و مالتی پلکسی تقسیم زمان (time-division multiplexing)، این سیستم با استفاده از تله‌پورت کوانتومی بر روی درهم تنیدگی کوانتومی مالتی‌پلکس شده با زمان، امکان عملیات کوانتومی چند مرحله ای بسیار کارآمد را فراهم می کند.

در قلب این سیستم روش القایی اندازه‌گیری (measurement-induced method) قرار دارد که در آن محاسبات کوانتومی بر تله پورت مکرر تکیه می کنند - تکنیکی که برای اولین بار توسط رهبر تیم Akira Furusawa در سال 1998 نشان داده شد. این رویکرد ساختار شبکه ای از درهم تنیدگی کوانتومی را در زمان ایجاد می کند و به عنوان یک منبع محاسباتی مقیاس‌پذیر عمل می کند. با تغییر پایه اندازه‌گیری، عملیات کوانتومی متنوعی ممکن می‌شود و عملکرد سیستم را برای کاربردهای مختلف، از جمله بهینه سازی های پیچیده و یادگیری ماشین، گسترش می دهد.

در هسته این ستاپ تقویت‌کننده پارامتری نوری NTT، یک موجبر نیوبات لیتیوم با پهنای باند وسیع که نور چلانده‌شده یا squeezed تولید می‌کند و حالت‌های کوانتومی را تقویت می‌کند. این سیستم که با نرخ کلاک 100 مگاهرتز کار می کند، توسط دستگاه های قابل برنامه ریزی مدیریت می شود که دستکاری سریع اندازه گیری های نوری را تسهیل می کند و عملیات کوانتومی را برای هر مرحله محاسباتی بهینه می کند. این ستاپ، پردازش تقریباً 100 ورودی پیوسته را از طریق محاسبات خطی، با پتانسیل برای کاربردهای غیرخطی در شبکه های عصبی، امکان پذیر می کند.

در حال حاضر، کاربران مدارهای کوانتومی را از طریق cloud طراحی و اجرا می کنند، جایی که دستورات به پارامترهای عملیاتی تبدیل می شوند. این مدل فرصت‌های جدیدی را در زمینه‌های مالی، پزشکی، علم مواد و فراتر از آن باز می‌کند. این پروژه که توسط برنامه ژاپنی JST Moonshot پشتیبانی می‌شود، با هدف ارتقای بیشتر سرعت، ظرفیت ورودی و تحمل خطا به سمت یک کامپیوتر کوانتومی نوری در مقیاس بزرگ و مقاوم به خطا می‌رود. تکرارهای آینده ممکن است عملیات غیرخطی را معرفی کنند و دامنه کاربردهای محاسبات کوانتومی را در بخش‌های فناوری و صنعتی ژاپن گسترش دهند.