By Dan O'Shea lagt ut 04. november 2022
OPPDATERING 11/4/2022: Her er en lenke til avisen diskutert nedenfor. Historien har også blitt oppdatert for å inkludere flere kommentarer fra Levonian om forviklingsbaserte kvantenettverk, samt flere detaljer om hvordan forskere jobbet med dette prosjektet.
Amazon Web Services står bak en av de største skybaserte kvantedatatjenestene, men AWS har også gitt bidrag til feltet gjennom forskning. Dens siste forskningsfremskritt, skal beskrives i en artikkel som planlegges publisert fredag i tidsskriftet Science, kan ha store implikasjoner for utviklingen av kvantenettverk.
Forskere fra AWS Senter for kvantenettverk, som ble lansert tidligere i år, og Harvard University, har utviklet en metode for å la kvanteminner operere ved høyere temperaturer, noe som kan redusere kostnadene ved ultrakjøling som vanligvis kreves for å holde minnene veldig kalde, og forbedre ytelsen og påliteligheten til kvanterepeatere som trengs for å utvide nettverksavstander.
Forskere, inkludert forfattere av forskningsartikler David Levonian, Bart Machielse, YanQi Huan og Pieter-Jan Stas, var i stand til å "øke driftstemperaturen til noe som gjør kryosystemene dine omtrent 10 ganger billigere og mindre enn de ellers ville trenge, og som virkelig begynner å flytte det [kvanteminne] mot noe som kan være i et stativ i en datasenter," sa Levonian til IQT News.
Han understreket at mye mer må gjøres før denne typen fremskritt kan kommersialiseres og før sammenfiltringsbaserte kvantenettverk som bruker kvanterepetere kan bli utbredt, ettersom mye arbeid knyttet til kvantenettverk, og mer spesifikt til kvanterepetere, gjenstår i et laboratorium. innstilling for nå.
"De neste trinnene, og jeg ville ikke satt en tidslinje på den, ville være å sette opp nettverk av disse repeater-enhetene for å vise at du kan sette opp et multi-hop QKD-nettverk med et par forskjellige brukere over avstander som du ville ikke være i stand til å oppnå med det som er tilgjengelig fra sokkelen nå,” sa han.
Levonian erkjente, til tross for at han ikke var spesifikk om AWS sin tidslinje for neste trinn, at fremskrittet kunne bidra til å akselerere den generelle timingen for distribusjon av sammenfiltringsbaserte QKD-nettverk. og andre sammenfiltringsbaserte kvantenettverksapplikasjoner, som kvanteskyer og kvantesensornettverk. På forrige ukes IQT Fall-konferanse var det mye diskusjon om levedyktigheten til å forberede og måle QKD i forhold til den eventuelle utviklingen av sammenfiltringsbaserte nettverk, og det var tydelig fra disse diskusjonene at flere selskaper forfølger og videreutvikler både modeller som sammenfiltringsbaserte arkitekturer fortsetter å modnes og forbedres.
"Jeg vil si at [denne typen fremskritt] presser opp tidslinjen [for utvikling av nye sammenfiltringsbaserte nettverk og applikasjoner]," sa Levonian. "På noen måter tror jeg at når folk snakker om veikart, og hva som er nær kontra langsiktig, er det mange forskjellige applikasjoner du kan bruke kvantenettverk til. Så QKD er noe folk gjør nå, og muligheten til å gjøre mer, det er egentlig bare et spørsmål om å øke rekkevidden og bringe nye evner. Jeg tror at når folk tenker på kvantenettverk, er det noen andre kule applikasjoner de tenker på som også er svært krevende for nettverket, og som er … fem eller ti år på veien.»
Levonian, som var utdannet forskningsassistent ved Harvard før han begynte i AWS som i 2021 som kvanteforsker, ga også et glimt av hvordan vitenskapen og ingeniørarbeidet som muliggjorde dette fremskrittet spilte ut – og alt hadde ikke med kvante å gjøre: "Det teamet ansatt av AWS gjorde var å lage og designe enhetene som ble brukt til dette eksperimentet, så en ganske stor del av arbeidet der .... men det er en haug med arbeid som har blitt gjort på fotonikk i løpet av de siste par tiårene, og det vi bygde dette systemet, var å ta litt kvante – hans evne til å slippe disse silisiumdefektene inn i materiale som kan lagre kvanteinformasjon – men veldig mye av tingene som blir pakket rundt det er veldig kul vitenskap og ingeniørkunst om hvordan man kan lede lys og bytte det mellom forskjellige ting som ble utviklet av andre grunner for 10 eller 20 år siden. Vi har fordelen av å være i stand til å ta fremskritt som folk gjorde den gang og bruke dem til å bygge disse kvantekommunikasjonssystemene.»
Han la til, "For å gi deg en viss følelse av størrelsen [på teamet som er involvert] er det folk som fokuserer på å bygge disse enhetene – nanofabrikasjon – å gå inn i et renrom, og gjøre den etsningen og fotolitografien og fotonikkdesignen. Det er et team på to eller tre personer... På Harvard er det tilfeldigvis en gruppe... som fokuserer på det spesifikt... Og så er det folkene som bygger all automatiseringen og optikken og elektronikken som blir pakket rundt dette og [også] gjør ting med kvantefysikkteori også. Så jeg vil si at det er omtrent jevnt fordelt med grupper på tre eller fire personer som jobber med hver ting. Det er en ganske komplisert prosess, og det er en grunn til at jeg tror det er fornuftig for den å flytte ut av laboratoriet og gjøres som en del av bedriftens FoU. I tillegg er selvfølgelig potensialet for at virkelig nyttige ting kan utvikles for kundene våre, at det virkelig er på randen av hva du kan gjøre som en akademisk gruppe.»
Se IQT News nøye for ytterligere oppdateringer til denne historien.
Bilde: Et skanningselektronmikroskopbilde (med tillatelse fra AWS Center for Quantum Networking) av en rekke nanofotoniske kvanteminner på en diamantbrikke. De fotoniske enhetene er milliondeler av en tomme brede.
Dan O'Shea har dekket telekommunikasjon og relaterte emner, inkludert halvledere, sensorer, detaljhandelssystemer, digitale betalinger og kvantedatabehandling/teknologi i over 25 år.
