By Dan O'Shea geplaatst op 04 nov 2022
UPDATE 11-4-2022: Hier is een link naar de krant hieronder besproken. Het verhaal is ook bijgewerkt met meer opmerkingen van Levonian over op verstrengeling gebaseerde kwantumnetwerken, evenals meer details over hoe onderzoekers aan dit project werkten.
Amazon Web Services staat aan de basis van een van de grootste cloudgebaseerde kwantumcomputingservices, maar AWS levert ook bijdragen aan het veld door middel van onderzoek. De meest recente vooruitgang op het gebied van onderzoek, zal gedetailleerd worden beschreven in een paper die vrijdag in het tijdschrift zal worden gepubliceerd Wetenschap, kan grote implicaties hebben voor de evolutie van kwantumnetwerken.
Wetenschappers van AWS's Centrum voor kwantumnetwerken, dat eerder dit jaar werd gelanceerd, en Harvard University, hebben een methode ontwikkeld voor het laten werken van kwantumgeheugens bij hogere temperaturen, wat de kosten van ultra-koele koeling zou kunnen verlagen die gewoonlijk nodig zijn om herinneringen erg koud te houden, en de prestaties en betrouwbaarheid zou kunnen verbeteren van kwantumrepeaters die nodig zijn om netwerkafstanden te vergroten.
Onderzoekers, inclusief auteurs van onderzoeksdocumenten David Levonian, Bart Machielse, YanQi Huan en Pieter-Jan Stas, waren in staat om “de bedrijfstemperatuur op te voeren tot iets dat uw cryosystemen ongeveer 10 keer goedkoper en kleiner maakt dan ze anders zouden moeten zijn, en dat begint het [kwantumgeheugen] echt te verplaatsen naar iets dat in een rek in een datacenter”, vertelde Levonian aan IQT News.
Hij benadrukte dat er nog veel meer moet worden gedaan voordat dit soort vooruitgang kan worden gecommercialiseerd en voordat op verstrengeling gebaseerde kwantumnetwerken die gebruikmaken van kwantumrepeaters wijdverspreid kunnen worden, aangezien veel werk met betrekking tot kwantumnetwerken, en meer specifiek aan kwantumrepeaters, in een laboratorium blijft. instelling voor nu.
"De volgende stappen, en ik zou er geen tijdlijn op plakken, zouden het opzetten van netwerken van deze repeater-apparaten zijn om te laten zien dat je een multi-hop QKD-netwerk kunt opzetten met een paar verschillende gebruikers over afstanden die je zou ' Dat kunnen we niet bereiken met wat er nu uit voorraad leverbaar is', zei hij.
Levonian erkende, ondanks dat hij niet specifiek was over de tijdlijn van AWS voor de volgende stappen, dat de vooruitgang zou kunnen helpen de algehele timing voor de inzet van op verstrengeling gebaseerde QKD-netwerken te versnellen. en andere op verstrengeling gebaseerde kwantumnetwerktoepassingen, zoals kwantumwolken en kwantumsensornetwerken. Tijdens de IQT Fall-conferentie van vorige week was er veel discussie over de levensvatbaarheid van voorbereiden-en-meten QKD met betrekking tot de uiteindelijke ontwikkeling van op verstrengeling gebaseerde netwerken, en uit deze discussies bleek duidelijk dat verschillende bedrijven beide nastreven en verder ontwikkelen modellen als op verstrengeling gebaseerde architecturen blijven rijpen en verbeteren.
"Ik zou zeggen [dit soort vooruitgang] verhoogt de tijdlijn [voor de ontwikkeling van nieuwe op verstrengeling gebaseerde netwerken en applicaties]", zei Levonian. "In sommige opzichten denk ik dat wanneer mensen praten over een roadmap, en wat de nabije versus lange termijn is, er veel verschillende toepassingen zijn waarvoor je kwantumnetwerken kunt gebruiken. Dus QKD is iets dat mensen nu doen, en het vermogen om meer te doen, het is eigenlijk gewoon een kwestie van dat bereik vergroten en nieuwe mogelijkheden bieden. Ik denk dat wanneer mensen denken aan kwantumnetwerken, er een aantal andere coole toepassingen zijn waar ze aan denken die ook erg veeleisend zijn van het netwerk en die … vijf of tien jaar later zijn.
Levonian, die afgestudeerd onderzoeksassistent was aan Harvard voordat hij in 2021 bij AWS kwam als kwantumonderzoeker, gaf ook een glimp van hoe het wetenschappelijke en technische werk dat deze vooruitgang mogelijk maakte zich afspeelde - en het had niet allemaal met kwantum te maken: “Wat het team van AWS deed, was het fabriceren en ontwerpen van de apparaten die voor dit experiment werden gebruikt, dus een vrij groot deel van het werk daar…. maar er is de afgelopen decennia veel werk verzet op het gebied van fotonica, en wat we dit systeem hebben gebouwd, was een klein beetje kwantum nemen - zijn vermogen om deze siliciumdefecten in materiaal te laten vallen dat kwantuminformatie kan opslaan - maar echt veel van de dingen die eromheen worden gewikkeld, zijn echt coole wetenschap en techniek over hoe je licht kunt sturen en schakelen tussen verschillende dingen die 10 of 20 jaar geleden om andere redenen zijn ontwikkeld. We hebben het voordeel dat we vooruitgang kunnen boeken die mensen toen hebben gemaakt en deze kunnen hergebruiken voor het bouwen van deze kwantumcommunicatiesystemen.
Hij voegde eraan toe: "Om je een idee te geven van de grootte [van het betrokken team], zijn er mensen die zich richten op het bouwen van deze apparaten - nanofabricage - die een cleanroom binnengaan en dat etsen en fotolithografie en fotonica-ontwerp doen. Dat is een team van twee of drie mensen ... Op Harvard is er toevallig een groep ... die zich daar specifiek op richt ... En dan zijn er de mensen die alle automatisering en de optica en de elektronica bouwen die hier omheen worden gewikkeld en [ook] doe ook de theorie van de kwantumfysica. Dus ik zou zeggen dat het ongeveer gelijk verdeeld is met groepen van ongeveer drie of vier mensen die aan elk ding werken. Het is nogal een ingewikkeld proces, en dat is een van de redenen waarom ik denk dat het logisch is dat het uit het lab komt en wordt gedaan als onderdeel van bedrijfs-R&D. Bovendien is het potentieel om echt nuttige dingen te ontwikkelen voor onze klanten natuurlijk, het staat echt op het punt van wat je als academische groep kunt doen.
Houd IQT News nauwlettend in de gaten voor verdere updates van dit verhaal.
Afbeelding: Een scanning-elektronenmicroscoopbeeld (met dank aan het AWS Center for Quantum Networking) van een reeks nanofotonische kwantumgeheugens op een diamantchip. De fotonische apparaten zijn een miljoenste van een inch breed.
Dan O'Shea houdt zich al meer dan 25 jaar bezig met telecommunicatie en aanverwante onderwerpen, waaronder halfgeleiders, sensoren, retailsystemen, digitale betalingen en kwantumcomputing/technologie.
