英国的科学家已成功连接了两个单独的 量子处理器 ,为 量子互联网 并且可能是量子超级计算机 。
增加数量 量子位 (也称为Qubits) 量子计算机 事实证明,Quantum Computers“嘈杂”—它们对热,移动或电磁作用的任何干扰都敏感 ,并且比经典计算中的位更频繁。
量子计算机中的Qubits越多,系统就会变得越复杂,并且变质的风险就越大—量子信息丢失—以及防止错误所需的资源。这就是为什么科学家们专注于在将系统缩放到真正需要数百万个Qubits之前,要建立更可靠的Qubit 有用的量子计算机 。
在一项研究中 出版 2月5日 ,在《自然》杂志上,科学家提出,通过使用现有的光纤电缆将单独的量子处理器连接在一起 ,从而围绕此可伸缩性问题进行工作,从而增加了可用Qubits的数量。
这是证明分布式量子计算(DQC)的可行性的重要步骤,从而将量子处理器连接在一起以执行计算。DQC将使多个量子处理器能够共同努力 ,以在少于经典超级计算机的时间内解决日益复杂的问题。
科学家描述了他们如何连接两个量子处理器–使用光子网络接口(光纤)称为爱丽丝和鲍勃(不要与量子计算公司爱丽丝和鲍勃混淆) 。在光子网络接口上发送量子算法允许两个量子处理器共享资源并作为单个实体运行。
通过将两个处理器连接起来,科学家还可以将光子与量子信息一起传输,也可以首次传输量子算法。这样的算法是使量子计算机解决问题的计算函数 。这些是通过利用光子之间量子纠缠的现象来共享的。
量子处理器还可以使用Grover搜索算法&Mdash;一种量子算法 ,旨在找到“在干草堆中的针头 ”;在大量未排序数据池中搜索某些信息。
这一突破是破解量子计算中的可伸缩性问题的关键 。该新技术不是一台包含数百万个量子位的机器,而这将是巨大而笨拙的,而是可以在许多较小的处理器上分发的计算。使用由光电缆链接的被困量子尺的小模块 ,它允许将QPU中的QPU中的QPIT纠缠在一起。
在DQC系统中连接处理器的另一个好处是易于维护,因为可以升级或更换模块而不会破坏系统的其余部分 。
因为两者之间只有6.6英尺(2米) 量子处理单元 (QPU),该技术的未来试验将需要扩大操作距离,以确保连接在更长的距离内保持稳定。量子中继器增加了可以传输量子信息的范围 ,也可以将其纳入将来的系统。
添加更多的量子处理器将提供进一步的证明,即DQC将是构建量子超级计算机的可行解决方案 。与今天的超级计算机是数百个连接在一起的经典处理器一样,从理论上讲 ,通过将量子处理器链接在一起,可以在巨大的距离上连接到量子超级计算机。
作为概念的证明,该实验证明了DQC是可行的。它还为安全的量子互联网创建基础 ,这可以允许更安全地传输信息,因为可以使用不同位置的量子处理器来构建安全的通信网络。
在声明中 大卫·卢卡斯(David Lucas)研究小组的主要研究员,英国量子计算和仿真中心的主要科学家说 ,该团队的“实验表明网络分配的量子信息处理对于当前技术是可行的 。”
但是,卢卡斯承认,在可用于实际应用之前 ,还有很多工作要做。
他说:“扩大量子计算机仍然是一个巨大的技术挑战,可能需要新的物理学见解以及未来几年的强化工程工作。”