GBS de alta dimensión de un procesador fotónico totalmente programable. Un tren de pulsos periódicos de estados comprimidos monomodo de un OPO pulsado ingresa a una secuencia de tres interferómetros basados en bucles programables dinámicamente. Cada bucle contiene un VBS, incluido un cambiador de fase programable y una línea de retardo de fibra óptica. En la salida del interferómetro, el estado gaussiano se envía a un árbol de conmutación binaria (demux) de 1 a 16, que demultiplexa parcialmente la salida antes de que los PNR la lean. La secuencia detectada resultante de 216 números de fotones, en aproximadamente 36 μs, comprende una muestra. Los retardos de fibra y los divisores de haz y los cambiadores de fase que lo acompañan implementan puertas entre los modos distantes y adyacentes temporalmente, lo que permite una conectividad de alta dimensión en el circuito cuántico. Encima de cada etapa de bucle se representa una representación de celosía del estado gaussiano entrelazado multipartito que se sintetiza progresivamente. La primera etapa (τ) produce puertas programables de dos modos (bordes verdes) entre los modos vecinos más cercanos en una dimensión, mientras que la segunda (6 τ) y la tercera (36 τ) median acoplamientos entre modos separados por seis y 36 intervalos de tiempo en la segunda y tercera dimensión (bordes rojo y azul, respectivamente). Cada ejecución del dispositivo implica la especificación de 1.296 parámetros reales, correspondientes a la secuencia de configuración de todas las unidades VBS. Crédito:Naturaleza (2022). DOI:10.1038/s41586-022-04725-x
Un equipo de investigadores de Xanadu en Canadá y los Institutos Nacionales de Estándares y Tecnología, en los EE. UU., afirman que su computadora cuántica, Borealis, ha logrado una ventaja computacional al asumir el desafío de muestreo de bosones. En su artículo publicado en la revista Nature , el grupo describe su computadora y qué tan bien funcionó al enfrentar el desafío. Daniel Jost Brod, de la Universidad Federal Fluminense, en Brasil, ha publicado un artículo de News &Views en la misma edición de la revista que describe la breve historia de la computación cuántica y el trabajo realizado por el equipo en este nuevo esfuerzo.
A medida que continúa el trabajo hacia una máquina de computación cuántica verdaderamente utilizable, los grupos de investigación agregan más potencia a los dispositivos en los que están trabajando y luego los someten a pruebas de ventajas computacionales. Dichas pruebas están destinadas a mostrar que un dispositivo dado es capaz de procesar un problema que a las computadoras convencionales les llevaría tanto tiempo ejecutar que hacerlo sería poco práctico.
En este nuevo esfuerzo, los investigadores asumieron el desafío de muestreo de bosones usando una máquina fotónica que usa fotones para representar qubits. Técnicamente llamado desafío de muestreo de bosones gaussianos, implica preparar estados de luz y dirigirlos a través de una red de divisores de haz y luego contar cuántos de los fotones llegan a un detector. Las mejores computadoras modernas se atascan rápidamente cuando intentan el desafío, mientras que la teoría sugiere que una computadora cuántica debería brillar. Los esfuerzos anteriores para asumir el desafío han implicado el uso de 76 a 113 fotones. La máquina construida por el equipo en este nuevo esfuerzo pudo acceder a hasta 219 fotones, mientras que promedió 125, un avance significativo.
Al ejecutar el desafío, el equipo descubrió que Borealis podía realizar la tarea especificada en 36 microsegundos. Los investigadores calcularon que a la mejor computadora tradicional le habría tomado aproximadamente 9,000 años realizar la misma tarea. Esta diferencia, afirman los investigadores, muestra una ventaja computacional. Los investigadores llevaron su trabajo un paso más allá al probar la salida proporcionada por Borealis y demostraron que no se podía falsificar, evidencia de que las respuestas que daba eran correctas.
© 2022 Red Ciencia X La computadora cuántica fotónica china demuestra la supremacía cuántica
