By 아마라 그랩스 게시일: 19년 2022월 XNUMX일
1월 XNUMX일, XNUMX부작, 트위터에 언론 발표 for Xanadu의 Borealis 광자 양자 컴퓨터 될 수 전에, 보도자료 템플릿 다른 모든 양자 회사가 열망하는 것입니다. 스레드에서 회사의 CEO는 다음과 같이 제공했습니다.
1) 고품질 과학 논문에 대한 링크 (Madsen 외, 2022) 이는 특별한 성공을 보여줍니다.
2) 그들의 발전 방법 비교하다 유사한 기술에;
3) 어떻게 일반 대중이 사용할 수 있는 그것은;
4) 사전에 무엇입니까 한두 문장으로 압축;
5) 몇 가지 과거 문제를 직접적으로 해결합니다. 양자 하드웨어를 비교하면서 나온 것입니다. 이 경우: '스푸핑' 및 '실제 계산 문제';
6) 고품질 비디오, 진보를 설명합니다.
기술에 초점을 맞춘 간결한 품질을 보여주는 놀라운 보도 자료였습니다. 처음부터 시작합시다.
광자 양자 컴퓨팅: 그것은 무엇입니까?
광자 양자 장치는 스핀 기반 양자 장치와 근본적으로 다른 얽힘 원리로 작동합니다. Xanadu의 광자 양자 컴퓨터는 연속 변수(CV) 모델을 기반으로 합니다. PfQ 1 워크샵에서 Zachary Vernon이 작성한 그림 2019의 그래픽은 첫 번째 근본적인 차이점을 설명합니다. 이산 |1>, |0> 상태 대신 진폭 및 위상 구적법에 대한 정보가 인코딩되는 라이트 필드의 연속 변수가 있습니다.
그림 1. 그림 1: Zachary Vernon의 그림 XNUMX 2019 Photonics for Quantum Workshop에서의 프레젠테이션, 근본적인 차이점을 설명합니다.
광자 큐비트의 과제는 수명이 짧다는 것입니다. 그러나 사용하는 경우 측정 기반(MB) 양자컴퓨팅(QC) 대신 게이트 기반 양자 컴퓨팅을 사용하면 계산이 즉시 수행되기 때문에 수명이 짧은 광자 큐비트를 자연스럽게 피할 수 있습니다. 큐비트는 특정 분포의 위상 공간에서 특정 측정값이 됩니다. 압착된 빛 or 압착된 상태. 압착된 상태 연구자가 무시할 수 있는 다른 변수 측정의 불확실성을 높이는 동시에 특정 변수 측정의 불확실성을 "압박"하거나 줄이는 트레이드오프를 활용합니다. 큐비트 노드는 압착된 상태로 대체됩니다. 가우스 보존 샘플링(GBS) 압착된 상태의 분포에서 샘플을 추출하는 경우입니다.
연속 변수, 측정 기반, 양자 컴퓨팅의 개념을 파악하기 위해 내가 찾은 가장 좋은 설명은 YouTube에서 2021년 XNUMX월 덴마크 기술 대학(DTU)의 Ulrik Lund Andersen이 시각적 지향적인 설명을 제공한 것입니다. , 온라인 토크: 연속 변수를 사용한 광학 양자 컴퓨팅. 그의 강연은 압착 상태가 입력 상태와 어떻게 얽혀 있는지 보여줌으로써 압착 상태 배열을 한 줄씩 측정하여 단계적으로 진행합니다. 클러스터된 상태. 클러스터링된 상태에 대한 측정을 통해 다음을 실행합니다. 성문예를 들어 Lloyd와 Braunstein이 1999년에 고전적인 기초에서 설명한 범용 게이트 세트는 다음과 같습니다. 연속 변수에 대한 양자 계산. Andersen은 다른 사람을 소개합니다. 의 주요 구성 요소 광자 양자 컴퓨터.
- 빔 스플리터; 반반사 거울이며 두 개의 서로 다른 압착 상태 노드를 얽히게 하는 방법입니다. 루프가 있는 출력은 상관 관계가 있는 "2-모드 압착 상태"를 나타냅니다. 연속 변수 EPR 상태 (안데르센의 영상 보러가기);
- 호모다인 검출: 측정할 위상 공간에서 직교위상을 선택하고 새로운 출력 상태를 생성하는 방법을 제공하는 국부 발진기입니다.
- 그런 다음 호모다인 검출 후 순서대로 민감합니다. 광자 검출기 광자의 수를 계산합니다.
그림 2. 2021년 XNUMX월 덴마크 공과대학(DTU)의 Ulrik Lund Andersen은 시각 중심의 온라인 강연을 진행했습니다. 연속 변수를 사용한 광학 양자 컴퓨팅.
다음을 갖춘 시스템 광섬유 연결 큰 장점을 가지고 있습니다. 1cm를 초과하는 거리의 경우 광섬유를 통해 광자를 사용하여 비트를 전송하는 데 필요한 에너지는 동일한 거리를 커버하는 일반적인 50ohm 전자 전송 라인을 충전하는 데 필요한 에너지보다 작습니다. (닐슨 & 추앙, 2010, 페이지. 296). 또한 기존 광섬유 네트워크를 통신용으로 활용할 수도 있습니다.
광자 양자 컴퓨터를 확장하는 방법
제나두의 새로운 기술적 성공 우리에게 보여줘 (Madsen 외, 2022) 광자 양자 컴퓨팅이 어떻게 획기적으로 개선되고 확장될 수 있는지:
- 비고전적인 빛 생성: 칩에 압착된 광 발생기;
- 시간 영역 다중화: 시스템의 물리적 범위나 복잡성을 증가시키지 않고 더 압축된 조명 모드에 액세스할 수 있는 루프입니다.
- 범용 게이트 세트 구현: 프로그래밍 가능(브롬리 외, 2019);
- 빠른 전기광학 스위칭: 간섭계에서 가우스 상태는 1~16 바이너리 스위치 트리(demux)로 전송되며, 이는 PNR에 의해 판독되기 전에 출력을 부분적으로 역다중화합니다.
- 또한 PNR이 개선되어 실내 온도 목표 보기 :
- 고속 PNR(광자수 분해) 감지 기술: 95% 검출 효율을 갖는 초전도 전이 에지 센서(TES)를 기반으로 한 광자수 분해(PNR) 검출기 배열(Arrazola 외, 2021년).
Anderson 교수는 주요 혁신을 다음과 같이 설명합니다. 시간 다중화 와 단계별 애니메이션, 정확히 2 클록 사이클만큼 지연되는 광섬유의 루프를 사용하는 XNUMXD 압착광 클러스터 생성. 그런 다음 광선 경로는 빔 분할기 간에 동기화됩니다. 더 많은 루프를 추가하면 얽힘이 더 많아지고 필요한 빔 분할기가 줄어듭니다. 이는 광자 양자 컴퓨터 스케일링 휴리스틱으로 이어집니다. "멀티플렉싱 루프 시간이 많을수록 확장하는 데 필요한 시간이 줄어듭니다." 그림 3은 Xanadu 보도 자료 비디오와 동일한 개념을 보여줍니다.
그림 3. 얽힘을 늘리고 빔 분할기 수를 줄이며 더 나은 확장성을 지원하는 시간 다중화 개념입니다. 프레임 캡처 Xanadu 보도자료 영상.
이제 실험실 설정을 보면 확장성을 직관적으로 이해할 수 있습니다. 안데르센 구성 요소를 식별합니다 이는 다음에 의해 게시된 아키텍처를 사용하여 자신의 DTU 그룹의 광자 양자 컴퓨터의 확장 가능하며 확장 가능하지 않습니다. 라슨 외, 2021.
USTC 경쟁
Andersen 교수는 또한 질문 게시판 그의 프레젠테이션 중, 중국 과학기술대학교(USTC) 그룹이 다음과 같은 이유는 무엇입니까? 구장 2.0, 확장할 수 없음. USTC 그룹은 자유 공간, 압착광 소스를 사용하고 있습니다. 113개의 광자 큐비트, 크기는 5x5x5cm이며 얽힘을 위한 해당 빔 스플리터가 있습니다. 내결함성 컴퓨팅을 위해서는 ~XNUMX만 개의 압착된 조명 상태가 필요합니다. 따라서 이는 양자 우위에 대한 인상적인 노력이지만 이 아키텍처는 시스템을 엄청나게 크게 만들 것입니다.
일부 광자 양자 컴퓨터 로드맵
이외에도 라슨 외, 2021, 위의 광자 양자 컴퓨팅에 대한 로드맵은 커뮤니티에서 잘 참조됩니다.
성장하는 광자 양자 컴퓨터 공급업체 및 그룹
연구. 업계와 함께 국제 광자 양자 컴퓨팅 커뮤니티가 성장하고 있습니다. 2012년부터 arXiV에는 총 약 850개의 광자 양자 기술 연구 논문이 있으며 지난 600년간 약 2022% 증가했습니다. 연간 가장 빠른 증가율은 올해 50년입니다(연말까지 최대 600% 확장). 이러한 성장은 지난 XNUMX년 동안 나머지 양자 기술 연구 분야의 성장(~XNUMX%)과 보조를 맞추고 있습니다.
컨퍼런스 참여. 지역 사회의 개체들의 고르지 못한 지리적 북동쪽 비중을 비교하면 커뮤니티도 증가하고 있습니다. 2019 (35)와 2022 (45) 양자를 위한 포토닉스(PfQ) 워크샵. 특히 2019 PfQ 사이트를 방문해 볼 가치가 있습니다. 해당 사이트에서는 해당 프레젠테이션과 함께 유용한 프레젠테이션 비디오를 녹화했습니다.
법인, 일부 특허 보유. 광자 양자 특허의 특허 증가를 추적하는 것은 거친 '광자' 키워드 해상도로 인해 어렵습니다. 그러나 일부 특허 양수인은 식별될 수 있습니다. 다음은 사용 가능한 특허를 보유한 광자 양자 컴퓨팅 분야의 일부 공급업체 및 그룹입니다.
캐나다
USA
- 캘리포니아
- 미시간
중국
독일
네덜란드
Danmark
광자 양자 컴퓨팅 배경화면
여름인데, 가볍게 마무리하기 위해 이 분야에서 제가 가장 좋아하는 그래픽을 공유하고 싶습니다. 2018년 Xanadu에서 인턴으로 근무했던 Brianna Gopaul이 생성한 다채로운 무한차원의 힐베르트 공간입니다. 매체 기사 기본 광자 양자에 대해 게이트 운영; 그녀는 우리를 이 풍부한 비주얼로 대접합니다. 지금 제 데스크탑 화면이에요.
아마라 그래프스 박사 학제간 물리학자, 행성 과학자, 과학 커뮤니케이터, 교육자이자 모든 양자 기술 전문가입니다.
