Descripción general del aparato. a, Diagrama de circuito cuántico equivalente que ilustra la funcionalidad del hardware fotónico. Hasta ocho modos inicializados como vacío se comprimen con parámetros de compresión rk y se entrelazan (a través de la transformación unitaria fija de dos modos U (2) equivalente a un divisor de haz 50/50 con la fase de entrada relativa configurada para producir compresión de dos modos en el salida) para formar estados de vacío comprimido de dos modos. Puertas de rotación programables de cuatro modos (transformación SU (4), representados por los cuadros grandes etiquetados como U4) se aplican a cada subespacio de cuatro modos. Los ocho modos se leen individualmente mediante mediciones en la base Fock. B, Representación del chip (basada en una micrografía del dispositivo real) que muestra entradas y salidas de fibra óptica, y módulos en chip para una distribución coherente de la potencia de la bomba, apretando bomba de filtrado y transformaciones ópticas lineales programables. C, Esquema de todo el aparato y sistema de control. Las líneas negras continuas (discontinuas) indican señales electrónicas digitales (analógicas); las líneas azules indican señales ópticas. DAC, convertidor de digital a analógico; DAQ, adquisición de datos; PNR, resolución del número de fotones. D, Fotografía de todo el sistema (excepto el hardware del detector de resolución de número de fotones), que se ha instalado en un bastidor de servidor estándar. Crédito: Naturaleza (2021). DOI:10.1038 / s41586-021-03202-1
Un equipo de investigadores e ingenieros de la empresa canadiense Xanadu Quantum Technologies Inc., trabajando con el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología en los EE. UU., ha desarrollado un programable, Chip cuántico fotónico escalable que puede ejecutar múltiples algoritmos. En su artículo publicado en la revista Naturaleza , el grupo describe cómo hicieron su chip, sus características y cómo se puede utilizar. Ulrik Andersen, de la Universidad Técnica de Dinamarca, ha publicado un artículo de News &Views en el mismo número de la revista que describe la investigación actual sobre computadoras cuánticas y el trabajo del equipo en Canadá.
Científicos de todo el mundo están trabajando para construir una computadora cuántica realmente útil que pueda realizar cálculos que llevarían millones de años a las computadoras tradicionales. Hasta la fecha, la mayoría de estos esfuerzos se han centrado en dos arquitecturas principales:las basadas en circuitos eléctricos superconductores y las basadas en la tecnología de iones atrapados. Ambos tienen sus ventajas y desventajas, y ambos deben operar en un ambiente sobreenfriado, haciéndolos difíciles de escalar. Recibir menos atención es trabajar utilizando un enfoque basado en la fotónica para construir una computadora cuántica. Este enfoque se ha considerado menos factible debido a los problemas inherentes a la generación de estados cuánticos y también a la transformación de dichos estados bajo demanda. Una gran ventaja que tendrían los sistemas basados en fotónica sobre las otras dos arquitecturas es que no tendrían que enfriarse, podrían funcionar a temperatura ambiente.
En este nuevo esfuerzo, el grupo de Xanadu ha superado algunos de los problemas asociados con los sistemas basados en fotónica y ha creado un chip cuántico fotónico programable en funcionamiento que puede ejecutar múltiples algoritmos y también puede ampliarse. Lo han llamado la unidad de procesamiento cuántico fotónico X8. Durante la operación, el chip está conectado a lo que el equipo de Xanadu describe como una fuente de "luz comprimida":pulsos de láser infrarrojo que funcionan con resonadores microscópicos. Esto se debe a que el nuevo sistema realiza computación cuántica variable continua en lugar de utilizar generadores de fotón único.
Como parte de su anuncio, Los representantes de Xanadu señalaron que su nuevo sistema es la primera plataforma de computación cuántica fotónica que se pondrá a disposición del público. Aquellos que deseen ejecutar aplicaciones en él pueden optar por sistemas que ejecutan 8 o 12 qubits sobre la nube cuántica de Xanadu.
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