By Dan O'Shea pubblicato il 04 novembre 2022
AGGIORNAMENTO 11/4/2022: ecco a collegamento alla carta discusso di seguito. La storia è stata anche aggiornata per includere più commenti di Levonian sulle reti quantistiche basate sull'entanglement, oltre a maggiori dettagli su come i ricercatori hanno lavorato a questo progetto.
Amazon Web Services è dietro uno dei più grandi servizi di calcolo quantistico basati su cloud, ma anche AWS ha contribuito al campo attraverso la ricerca. Il suo avanzamento di ricerca più recente, per essere dettagliato in un articolo programmato per essere pubblicato venerdì sulla rivista Scienza, potrebbe avere importanti implicazioni per l'evoluzione delle reti quantistiche.
Scienziati di AWS Centro per la rete quantistica, che è stato lanciato all'inizio di quest'anno, e l'Università di Harvard, hanno sviluppato un metodo per consentire alle memorie quantistiche di funzionare a temperature più elevate, il che potrebbe ridurre i costi della refrigerazione ultra-fredda solitamente richiesta per mantenere le memorie molto fredde e migliorare le prestazioni e l'affidabilità dei ripetitori quantistici necessari per estendere le distanze di rete.
Ricercatori, compresi gli autori di documenti di ricerca David Levonian, Bart Machielse, YanQi Huan e Pieter-Jan Stas, sono stati in grado di "aumentare la temperatura operativa a qualcosa che rende i vostri sistemi criogenici circa 10 volte più economici e più piccoli di quanto dovrebbero essere altrimenti, e che inizia davvero a spostarlo [memoria quantistica] verso qualcosa che potrebbe essere in un rack in un data center", ha detto Levonian a IQT News.
Ha sottolineato che molto di più deve essere fatto prima che questo tipo di avanzamento possa essere commercializzato e prima che le reti quantistiche basate sull'entanglement che utilizzano ripetitori quantistici possano diffondersi, poiché gran parte del lavoro relativo alle reti quantistiche, e più specificamente ai ripetitori quantistici, rimane in un laboratorio impostazione per ora.
"I prossimi passi, e non ci metterei una linea temporale, sarebbero l'impostazione di reti di questi dispositivi ripetitori per dimostrare che è possibile impostare una rete QKD multi-hop con un paio di utenti diversi su distanze che non vorresti t essere in grado di ottenere risultati con ciò che è disponibile immediatamente in commercio", ha affermato.
Levonian ha riconosciuto, nonostante non sia stato specifico sulla tempistica di AWS per i prossimi passi, che il progresso potrebbe aiutare ad accelerare i tempi complessivi per l'implementazione delle reti QKD basate sull'entanglement. e altre applicazioni di reti quantistiche basate sull'entanglement, come nuvole quantistiche e reti di sensori quantistici. Alla conferenza IQT Fall della scorsa settimana si è discusso molto sulla fattibilità della QKD di preparazione e misurazione rispetto all'eventuale sviluppo di reti basate sull'entanglement, ed è stato chiaro da queste discussioni che diverse aziende stanno perseguendo e sviluppando ulteriormente entrambi modelli come architetture basate sull'entanglement continuano a maturare e migliorare.
"Direi che [questo tipo di avanzamento] aumenta la tempistica [per lo sviluppo di nuove reti e applicazioni basate sull'entanglement]", ha affermato Levonian. “In un certo senso, penso che quando le persone parlano di roadmap e di ciò che è a breve termine rispetto a quello a lungo termine, ci sono molte applicazioni diverse per le quali è possibile utilizzare le reti quantistiche. Quindi QKD è qualcosa che le persone stanno facendo ora, e la capacità di fare di più, è davvero solo una questione di aumentare quella gamma e portare nuove capacità. Penso che quando le persone pensano alle reti quantistiche, ci sono altre fantastiche applicazioni a cui pensano che sono anche molto impegnative per la rete e che sono... tra cinque o 10 anni".
Levonian, che era un assistente ricercatore laureato ad Harvard prima di entrare in AWS nel 2021 come ricercatore quantistico, ha anche fornito uno sguardo su come si è svolto il lavoro scientifico e ingegneristico che ha consentito questo progresso, e non tutto ha avuto a che fare con il quantistico: “Quello che ha fatto il team impiegato da AWS è stato fabbricare e progettare i dispositivi utilizzati per questo esperimento, quindi una parte abbastanza grande del lavoro lì…. ma c'è un sacco di lavoro che è stato fatto sulla fotonica negli ultimi due decenni, e quello che abbiamo costruito questo sistema, è stato prendere un po' di quantistica - la sua capacità di far cadere questi difetti di silicio in materiale che può immagazzinare informazioni quantistiche - ma davvero molte delle cose che vengono avvolte attorno ad esso sono scienza e ingegneria davvero fantastiche su come guidare la luce e cambiarla tra cose diverse che sono state sviluppate per altri motivi 10 o 20 anni fa. Abbiamo il vantaggio di essere in grado di sfruttare i progressi che le persone hanno fatto allora e riutilizzarli per costruire questi sistemi di comunicazione quantistica”.
Ha aggiunto: "Per darti un'idea delle dimensioni [del team coinvolto] ci sono persone che si concentrano sulla costruzione di questi dispositivi - nano fabbricazione - che entrano in una camera bianca e fanno quell'incisione, la litografia fotografica e il design fotonico. Questo è un team di due o tre persone... Ad Harvard, c'è un gruppo... che si concentra specificamente su questo... E poi ci sono le persone che costruiscono tutta l'automazione, l'ottica e l'elettronica che si avvolgono attorno a questo e [anche] fanno anche le cose sulla teoria della fisica quantistica. Quindi direi che si tratta di dividere equamente con gruppi di tre o quattro persone che lavorano su ogni cosa. È un processo piuttosto complicato, e questo è uno dei motivi per cui penso che abbia senso uscire dal laboratorio ed essere svolto come parte della ricerca e sviluppo aziendale. Inoltre, ovviamente, il potenziale per lo sviluppo di cose davvero utili per i nostri clienti è, è davvero all'apice di ciò che puoi fare come gruppo accademico.
Guarda attentamente IQT News per ulteriori aggiornamenti su questa storia.
Immagine: Un'immagine al microscopio elettronico a scansione (per gentile concessione dell'AWS Center for Quantum Networking) di una serie di memorie quantistiche nanofotoniche su un chip diamantato. I dispositivi fotonici sono larghi milionesimi di pollice.
Dan O'Shea si occupa di telecomunicazioni e argomenti correlati tra cui semiconduttori, sensori, sistemi di vendita al dettaglio, pagamenti digitali e informatica/tecnologia quantistica da oltre 25 anni.
