Oamenii de știință de la Oxford demonstrează primul algoritm cuantic distribuit pe mai multe procesoare

Cercetători de la Departamentul de Fizică din Universitatea Oxford a demonstrat pentru prima dată un algoritm cuantic distribuit pe mai multe procesoare.

Experimentul, publicat în jurnal Naturărezultat conectați două procesoare cuantice independente printr-o interfață de rețea fotonică, formând un singur computer cuantic complet conectat.

Această descoperire abordează principala provocare a calculului cuantic: scalabilitatea necesară pentru aplicațiile practice la scară largă.

Potrivit Universității din Oxford, uUn computer cuantic capabil să transforme sectoarele industriale ar necesita procesarea a milioane de qubiți. Integrarea tuturor acestor qubiți într-un singur dispozitiv ar avea ca rezultat o mașină de dimensiuni și complexitate extreme.

Abordarea prezentată în schimb, el propune interconectarea unor module cuantice mici pentru a distribui calculele într-o rețea, fără o limită teoretică a numărului de procesoare conectate.

Arhitectura dezvoltată se bazează pe module cu un număr mic de qubiți de ioni prinși, care acționează ca transportatori de informație cuantică la scară atomică. Aceste module sunt conectate prin fibre optice și folosesc fotoni pentru a transmite informații, în loc de semnale electrice.

Potrivit lui Dougal Main, director al studiului și membru al Departamentului de Fizică de la Oxford, această strategie oferă flexibilitate sistemului, deoarece vă permite să actualizați sau să schimbați module fără a rupe întreaga arhitectură.

Studiul detaliază că legăturile fotonice permit localizarea qubiților module separate, care vă permit să rulați logica cuantică între procesoare prin teleportare cuantică.

Deși cel teleportarea stărilor cuantice fusese deja demonstrată anteriorautorii notează că aceasta este prima dată când se realizează teleportarea porților logice cuantice, elementele de bază ale unui algoritm, printr-o rețea.

În cuvintele lui Main, citat de Universitatea din Oxford, experimentul nu numai că transferă stări cuantice între sisteme îndepărtate, dar creează interacțiuni controlate între ele, permițând efectuarea de operațiuni logice între qubiții găzduiți în calculatoare cuantice independente și, în practică, unindu-le într-o singură mașină complet conectată.

Pentru a evalua performanța sistemului, Cercetătorii au rulat algoritmul de căutare al lui Grover, cunoscut pentru capacitatea sa de a localiza un element specific în seturi mari de date nestructurate mai eficient decât metodele clasice.

Evenimentul a confirmat că a Abordarea distribuită poate extinde capacitățile de calcul cuantică dincolo de limitele unui singur dispozitiv.

Profesorul David Lucas, cercetătorul principal și om de știință șef al echipei la Centrul de calcul și simulare cuantică din Marea Britanie, citat și de Universitatea din Oxford, a declarat că experimentul demonstrează fezabilitatea calculului cuantic distribuit cu tehnologia actuală, deși a subliniat că extinderea va continua să fie o provocare tehnică care necesită noi progrese în fizică și inginerie.

Studiul, intitulat Distributed Quantum Computing through an Optical Network Link, a fost publicat în Nature. Cercetarea a fost finanțată în principal de Cercetare și Inovare din Regatul Unit (UKRI), prin Consiliul de Cercetare în Inginerie și Științe Fizice (EPSRC) și Centrul Regatului Unit pentru Calculare și Simulare Cuantică, în cadrul Programului Național pentru Tehnologii Cuantice.

ALEJANDRA HERNÁNDEZ TORRES

EDITORIAL ÎN SECTORUL DIGITAL

TIMPUL