By Dan O'Shea wysłano 04 listopada 2022 r
AKTUALIZACJA z 11 r.: Oto: link do artykułu omówione poniżej. Artykuł został również zaktualizowany, aby uwzględnić więcej komentarzy Levoniana na temat sieci kwantowych opartych na splątaniu, a także więcej szczegółów na temat pracy naukowców nad tym projektem.
Amazon Web Services stoi za jedną z największych usług przetwarzania kwantowego w chmurze, ale AWS również wnosi wkład w tę dziedzinę poprzez badania. Szczegółowe informacje na temat najnowszych osiągnięć badawczych zostaną zawarte w artykule, który ma zostać opublikowany w piątek w czasopiśmie Nauka, może mieć poważne implikacje dla ewolucji sieci kwantowych.
Naukowcy z AWS Centrum Sieci Kwantowych, który został uruchomiony na początku tego roku, oraz Uniwersytet Harvarda, opracowali metodę za umożliwienie pamięci kwantowej działania w wyższych temperaturach, co mogłoby zmniejszyć koszty ultrachłodnego chłodzenia, zwykle wymaganego do utrzymywania bardzo niskiej temperatury pamięci, oraz poprawić wydajność i niezawodność wzmacniaczy kwantowych potrzebnych do zwiększania odległości w sieci.
Naukowcy, w tym autorzy artykułów naukowych David Levonian, Bart Machielse, YanQi Huan i Pieter-Jan Stas, byliśmy w stanie „podnieść temperaturę roboczą do poziomu, który sprawi, że systemy kriogeniczne będą około 10 razy tańsze i mniejsze, niż byłyby w innym przypadku potrzebne, i to naprawdę zaczyna przesuwać [pamięć kwantową] w kierunku czegoś, co mogłoby znajdować się w stojaku w centrum danych” – Levonian powiedział IQT News.
Podkreślił, że należy zrobić znacznie więcej, zanim tego rodzaju postęp będzie mógł zostać skomercjalizowany i zanim sieci kwantowe oparte na splątaniu wykorzystujące wzmacniacze kwantowe staną się powszechne, ponieważ duża część prac związanych z sieciami kwantowymi, a dokładniej z wzmacniaczami kwantowymi, pozostaje w laboratorium ustawienie na razie.
„Kolejnymi krokami, choć nie określiłbym tego mianem osi czasu, byłoby skonfigurowanie sieci tych urządzeń wzmacniających, aby pokazać, że można skonfigurować wieloprzeskokową sieć QKD z kilkoma różnymi użytkownikami na odległościach, które nie byłyby możliwe. nie da się tego osiągnąć przy użyciu tego, co jest teraz dostępne od ręki” – powiedział.
Levonian przyznał, mimo że nie określił szczegółowo harmonogramu kolejnych kroków AWS, że postęp ten może pomóc w przyspieszeniu ogólnego terminu wdrożenia sieci QKD opartych na splątaniu. oraz inne zastosowania sieci kwantowych opartych na splątaniu, takie jak chmury kwantowe i sieci czujników kwantowych. Podczas zeszłotygodniowej jesiennej konferencji IQT odbyło się wiele dyskusji na temat wykonalności przygotowania i pomiaru QKD w porównaniu z ostatecznym rozwojem sieci opartych na splątaniu, a z tych dyskusji jasno wynikało, że kilka firm realizuje i dalej rozwija oba rozwiązania: modele w miarę dojrzewania i doskonalenia architektur opartych na splątaniu.
„Powiedziałbym, że [tego rodzaju postęp] faktycznie przyspiesza harmonogram [opracowania nowych sieci i aplikacji opartych na splątaniu]” – powiedział Levonian. „Myślę, że kiedy ludzie mówią o planie działania oraz o tym, co jest bliskie i długoterminowe, w pewnym sensie istnieje wiele różnych zastosowań, do których można wykorzystać sieci kwantowe. Zatem QKD jest czymś, czym ludzie się obecnie zajmują, a możliwość zrobienia więcej. Tak naprawdę to tylko kwestia zwiększenia tego zakresu i wprowadzenia nowych możliwości. Myślę, że kiedy ludzie myślą o sieciach kwantowych, przychodzą im na myśl inne fajne zastosowania, które również są bardzo wymagające wobec sieci i które pojawią się za… pięć lub 10 lat”.
Levonian, który był asystentem naukowym na Harvardzie, zanim dołączył do AWS w 2021 r. jako naukowiec zajmujący się badaniami kwantowymi, również rzucił okiem na to, jak potoczyły się prace naukowe i inżynieryjne, które umożliwiły ten postęp – i nie wszystkie miały związek z kwantami: „Zespół zatrudniony w AWS polegał na wyprodukowaniu i zaprojektowaniu urządzeń używanych w tym eksperymencie, a więc naprawdę duża część pracy tam była wykonana…. ale w ciągu ostatnich kilku dekad wykonano mnóstwo pracy w dziedzinie fotoniki, a to, co zrobiliśmy, zbudowaliśmy ten system, wymagało odrobiny kwantowości – jego zdolności do upuszczenia tych defektów krzemu w materiał, który może przechowywać informację kwantową – ale naprawdę wiele rzeczy, które się z tym wiążą, to naprawdę fajna nauka i inżynieria dotycząca kierowania światłem i przełączania go między różnymi rzeczami, która została opracowana z innych powodów 10 lub 20 lat temu. Mamy tę zaletę, że możemy wykorzystać postęp, jaki dokonali wówczas ludzie, i ponownie wykorzystać go w celu budowy kwantowych systemów komunikacji”.
Dodał: „Aby dać wyobrażenie o wielkości [zaangażowanego zespołu], są ludzie, którzy skupiają się na budowaniu tych urządzeń – wytwarzaniu nano – wchodząc do pomieszczenia czystego, gdzie wykonują trawienie, fotolitografię i projektowanie fotoniki. To zespół dwóch lub trzech osób… Tak się składa, że na Harvardzie istnieje grupa… która koncentruje się konkretnie na tym… A są też ludzie, którzy budują całą automatykę, optykę i elektronikę, która jest wokół tego owinięta i [również] zajmuję się teorią fizyki kwantowej. Powiedziałbym więc, że chodzi o równy podział, w grupach składających się z trzech lub czterech osób pracujących nad każdą rzeczą. Jest to dość skomplikowany proces i jest to jeden z powodów, dla których uważam, że sensowne jest wyprowadzenie go z laboratorium i przeprowadzenie go w ramach korporacyjnych prac badawczo-rozwojowych. Poza tym, oczywiście, potencjał stworzenia naprawdę przydatnych rzeczy dla naszych klientów jest tak naprawdę u progu tego, co możecie zrobić jako grupa akademicka”.
Oglądaj uważnie IQT News, aby uzyskać dalsze aktualizacje tej historii.
Obraz: Obraz ze skaningowego mikroskopu elektronowego (dzięki uprzejmości AWS Center for Quantum Networking) układu nanofotonicznych pamięci kwantowych na chipie diamentowym. Urządzenia fotoniczne mają milionowe części cala szerokości.
Dan O'Shea od ponad 25 lat zajmuje się telekomunikacją i pokrewnymi tematami, w tym półprzewodnikami, czujnikami, systemami sprzedaży detalicznej, płatnościami cyfrowymi i obliczeniami/technologią kwantową.
