Eine aktuelle Studie, veröffentlicht In Naturphotonik, von Prof. Yaron Bromberg und Dr. Ohad Lib vom Racah Institute of Physics an der Hebräischen Universität Jerusalem haben durch ihre Forschung zur auf photonischen Messungen basierenden Quantenberechnung erhebliche Fortschritte bei der Weiterentwicklung des Quantencomputings gemacht.
Diese Methode birgt das Potenzial, einige der herausfordernden Hindernisse bei der Quantenberechnung zu überwinden und bietet eine skalierbarere und ressourceneffizientere Lösung durch die Verwendung hochdimensionaler räumlicher Kodierung zur Erzeugung großer Clusterzustände.
Quantencomputer stehen vor einem großen Hindernis bei der Erzeugung großer Clusterzustände, die für Berechnungen erforderlich sind. Der Standardansatz geht davon aus, dass die Nachweiswahrscheinlichkeit mit zunehmender Photonenzahl exponentiell abnimmt.
Die Studie von Prof. Bromberg und Dr. Lib geht dieses Problem an, indem sie mehrere Qubits innerhalb jedes Photons durch räumliche Kodierung kodiert. Dieser innovative Ansatz hat erfolgreich Clusterzustände mit über neun Qubits bei einer Frequenz von 100 Hz erzeugt, eine bemerkenswerte Leistung auf diesem Gebiet.
Darüber hinaus zeigten die Forscher, dass diese Methode die Rechenzeit erheblich verkürzt, indem sie eine sofortige Vorwärtskopplung zwischen Qubits ermöglicht, die innerhalb desselben Photons kodiert sind. Dieser Durchbruch öffnet die Tür zu ressourceneffizienteren Quantenberechnungen und führt möglicherweise zu schnelleren, fehlertoleranten Quantencomputern, die komplexe Probleme bewältigen können.
Prof. Bromberg kommentierte: „Unsere Ergebnisse zeigen, dass der Einsatz hochdimensionaler Kodierung nicht nur bisherige Skalierbarkeitsbarrieren überwindet, sondern auch einen praktischen und effizienten Ansatz für das Quantencomputing bietet. Dies stellt einen großen Fortschritt dar.“
Dr. Lib fügte hinzu: „Durch die Lösung sowohl der Skalierbarkeits- als auch der Rechendauerprobleme haben wir einen neuen Weg für die messungsbasierte Quantenberechnung geebnet. Die Zukunft der Quantentechnologie ist gerade ein wenig näher gerückt.“
Diese Studie markiert einen wichtigen Meilenstein im laufenden Streben, das volle Potenzial des Quantencomputings durch Photonik auszuschöpfen.
Weitere Informationen:
Ohad Lib et al, Ressourceneffiziente photonische Quantenberechnung mit hochdimensionalen Clusterzuständen, Naturphotonik (2024). DOI: 10.1038/s41566-024-01524-w