By Dan O'Shea publicado el 04 de noviembre de 2022
ACTUALIZACIÓN 11/4/2022: Aquí hay una enlace al papel se discute más adelante. La historia también se actualizó para incluir más comentarios de Levonian sobre las redes cuánticas basadas en entrelazamiento, así como más detalles sobre cómo trabajaron los investigadores en este proyecto.
Amazon Web Services está detrás de uno de los mayores servicios de computación cuántica basados en la nube, pero AWS también ha contribuido al campo a través de la investigación. Su avance de investigación más reciente, que se detallará en un artículo que se publicará el viernes en la revista. Ciencia, podría tener importantes implicaciones para la evolución de las redes cuánticas.
Científicos de AWS Centro de Redes Cuánticas, que se lanzó a principios de este año, y la Universidad de Harvard, han desarrollado un método para permitir que las memorias cuánticas funcionen a temperaturas más altas, lo que podría reducir los costos de la refrigeración ultrafría que generalmente se requiere para mantener las memorias muy frías, y mejorar el rendimiento y la confiabilidad de los repetidores cuánticos necesarios para extender las distancias de las redes.
Investigadores, incluidos los autores de artículos de investigación. David Levonian, Bart Machielse, YanQi Huan y Pieter-Jan Stas, fueron capaces de “aumentar la temperatura de funcionamiento a algo que hace que sus sistemas criogénicos sean aproximadamente 10 veces más baratos y más pequeños de lo que deberían ser de otro modo, y eso realmente comienza a moverla [la memoria cuántica] hacia algo que podría estar en un estante en un centro de datos”, dijo Levonian a IQT News.
Enfatizó que es necesario hacer mucho más antes de que este tipo de avance pueda comercializarse y antes de que las redes cuánticas basadas en entrelazamiento que utilizan repetidores cuánticos puedan generalizarse, ya que gran parte del trabajo relacionado con las redes cuánticas, y más específicamente con los repetidores cuánticos, permanece en un laboratorio. configuración por ahora.
“Los siguientes pasos, y no pondría un cronograma, serían configurar redes de estos dispositivos repetidores para demostrar que se puede configurar una red QKD de múltiples saltos con un par de usuarios diferentes a través de distancias que no No podremos lograrlo con lo que ya está disponible en el mercado”, dijo.
Levonian reconoció, a pesar de no ser específico sobre el cronograma de AWS para los próximos pasos, que el avance podría ayudar a acelerar el cronograma general para la implementación de redes QKD basadas en entrelazamiento. y otras aplicaciones de redes cuánticas basadas en entrelazamientos, como nubes cuánticas y redes de sensores cuánticos. En la conferencia de otoño de IQT de la semana pasada hubo una gran discusión sobre la viabilidad de preparar y medir QKD en relación con el eventual desarrollo de redes basadas en entrelazamiento, y de estas discusiones quedó claro que varias compañías están persiguiendo y desarrollando aún más ambos Los modelos como arquitecturas basadas en entrelazamiento continúan madurando y mejorando.
"Yo diría que [este tipo de avance] adelanta el cronograma [para el desarrollo de nuevas redes y aplicaciones basadas en entrelazamiento]", dijo Levonian. “En cierto modo, creo que cuando la gente habla de hoja de ruta y de lo que es el corto y el largo plazo, hay muchas aplicaciones diferentes para las que se pueden utilizar las redes cuánticas. Entonces, QKD es algo que la gente está haciendo ahora, y la capacidad de hacer más, en realidad es solo una cuestión de aumentar ese rango y traer nuevas capacidades. Creo que cuando la gente piensa en redes cuánticas, hay otras aplicaciones interesantes en las que piensan que también son muy exigentes con la red y que están... dentro de cinco o diez años".
Levonian, quien fue asistente de investigación graduado en Harvard antes de unirse a AWS en 2021 como científico de investigación cuántica, también brindó una idea de cómo se desarrolló el trabajo de ciencia e ingeniería que permitió este avance, y no todo tuvo que ver con la cuántica: “Lo que hizo el equipo empleado por AWS fue fabricar y diseñar los dispositivos utilizados para este experimento, por lo que una parte bastante grande del trabajo allí…. pero se ha trabajado mucho en fotónica durante las últimas dos décadas, y lo que sí construimos este sistema fue tomar un poco de cuántica (su capacidad para colocar estos defectos de silicio en material que pueda almacenar información cuántica), pero Realmente, muchas de las cosas que lo rodean son ciencia e ingeniería realmente interesantes sobre cómo guiar la luz y cambiarla entre diferentes cosas que se desarrollaron por otras razones hace 10 o 20 años. Tenemos la ventaja de poder aprovechar los avances que la gente hizo en aquel entonces y reutilizarlos para construir estos sistemas de comunicación cuántica”.
Añadió: “Para darle una idea del tamaño [del equipo involucrado], hay personas que se concentran en construir estos dispositivos (nanofabricación), ingresan a una sala limpia y realizan grabados, fotolitografía y diseño fotónico. Es un equipo de dos o tres personas... Resulta que en Harvard hay un grupo... que se centra específicamente en eso... Y luego están las personas que construyen toda la automatización, la óptica y la electrónica que se envuelven alrededor de esto y [También] hago cosas de la teoría de la física cuántica también. Entonces yo diría que se trata de dividirlo en partes iguales con grupos de tres o cuatro personas trabajando en cada cosa. Es un proceso bastante complicado y esa es una de las razones por las que creo que tiene sentido que salga del laboratorio y se haga como parte de la I+D corporativa. Además, por supuesto, el potencial para desarrollar cosas realmente útiles para nuestros clientes está realmente en la cúspide de lo que se puede hacer como grupo académico”.
Mire atentamente IQT News para obtener más actualizaciones de esta historia.
Imagen: Una imagen de microscopio electrónico de barrido (cortesía del Centro AWS para redes cuánticas) de una serie de memorias cuánticas nanofotónicas en un chip de diamante. Los dispositivos fotónicos tienen una anchura de millonésimas de pulgada.
Dan O'Shea ha cubierto telecomunicaciones y temas relacionados, incluidos semiconductores, sensores, sistemas minoristas, pagos digitales y computación/tecnología cuántica durante más de 25 años.
