De fleste kvantedatamaskiner bruker binær koding for å lagre informasjon i qubits – kvanteanalogen til klassiske biter 0 eller 1. Å begrense dem til binære systemer forhindrer disse enhetene i å leve opp til sitt sanne potensial.
Med det i bakhodet, et team ledet av Thomas Monz ved Institutt for eksperimentell fysikk ved University of Innsbruck har med suksess utviklet en kvantedatamaskin som kan utføre vilkårlige beregninger med såkalte kvantesiffer (qudits).
Med ytelse som ligner på qubit kvanteprosessorer, muliggjør denne tilnærmingen den opprinnelige simuleringen av høydimensjonale kvantesystemer og mer effektiv implementering av qubit-baserte algoritmer.
Denne nye kvantedatamaskinen lagrer informasjon i individuelle fanget kalsiumatomer. Hvert atom består av åtte forskjellige tilstander. Vanligvis brukes bare to av disse tilstandene til å lagre informasjon. Faktisk, nesten alle eksisterende kvante datamaskiner har tilgang til flere kvantetilstander enn de bruker til beregning.
Thomas Monz sa, «Nesten alle eksisterende kvantedatamaskiner har tilgang til flere kvantetilstander enn de bruker til beregning. Vi utviklet en kvantedatamaskin som kan bruke disse atomenes fulle potensiale ved å beregne med qudits. I motsetning til det klassiske tilfellet, gjør ikke bruk av flere tilstander datamaskinen mindre pålitelig. Kvantesystemer har naturlig nok mer enn to tilstander, og vi viste at vi kan kontrollere dem alle like godt."
Martin Ringbauer, en eksperimentell fysiker fra Innsbruck, Østerrike, sa, "På baksiden er mange av oppgavene som trenger kvantedatamaskiner, for eksempel problemer innen fysikk, kjemi eller materialvitenskap, også naturlig uttrykt i qudit-språket. Å omskrive dem for qubits kan ofte gjøre dem for kompliserte for dagens kvantedatamaskiner. Å jobbe med mer enn nuller og enere er veldig naturlig, ikke bare for kvantedatamaskinen, men også for dens applikasjoner, noe som lar oss låse opp det sanne potensialet til kvantesystemer."
Tidsreferanse:
- Ringbauer, M., Meth, M., Postler, L. et al. En universell qudit kvanteprosessor med fangede ioner. Nat. Fys. (2022). GJØR JEG: 10.1038/s41567-022-01658-0
