By Dan O'Shea โพสต์ 04 พ.ย. 2022
อัปเดต 11/4/2022: นี่คือ เชื่อมโยงไปยังกระดาษ กล่าวถึงด้านล่าง เรื่องราวยังได้รับการอัปเดตเพื่อรวมความคิดเห็นเพิ่มเติมจาก Levonian เกี่ยวกับเครือข่ายควอนตัมที่อิงสิ่งกีดขวาง รวมถึงรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีที่นักวิจัยทำงานในโครงการนี้
Amazon Web Services อยู่เบื้องหลังหนึ่งในบริการคอมพิวเตอร์ควอนตัมบนคลาวด์ที่ใหญ่ที่สุด แต่ AWS ยังได้มีส่วนร่วมในภาคสนามด้วยการวิจัย ความก้าวหน้าด้านการวิจัยล่าสุดของ บริษัท จะมีรายละเอียดในบทความที่จะเผยแพร่ในวันศุกร์ในวารสาร วิทยาศาสตร์ อาจมีความหมายสำคัญต่อวิวัฒนาการของเครือข่ายควอนตัม
นักวิทยาศาสตร์จาก AWS's ศูนย์เครือข่ายควอนตัมซึ่งเปิดตัวเมื่อต้นปีนี้ และมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ได้พัฒนาวิธีการ สำหรับการอนุญาตให้หน่วยความจำควอนตัมทำงานที่อุณหภูมิสูงขึ้น ซึ่งสามารถลดค่าใช้จ่ายของการทำความเย็นแบบเย็นพิเศษที่ปกติจะต้องใช้เพื่อรักษาความทรงจำให้เย็นมาก และปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของควอนตัมรีพีทเตอร์ซึ่งจำเป็นต่อการขยายระยะทางเครือข่าย
นักวิจัยรวมถึงผู้เขียนบทความวิจัย David Levonian, Bart Machielse, YanQi Huan และ Pieter-Jan Stas สามารถ "เพิ่มอุณหภูมิในการทำงานเป็นสิ่งที่ทำให้ระบบความเย็นของคุณมีราคาถูกกว่าและเล็กกว่าที่ควรจะเป็นประมาณ 10 เท่า และนั่นเริ่มที่จะย้าย [หน่วยความจำควอนตัม] ไปสู่สิ่งที่อาจอยู่ในชั้นวางใน ศูนย์ข้อมูล” Levonian กล่าวกับ IQT News
เขาเน้นย้ำว่าจำเป็นต้องทำอีกมากก่อนที่ความก้าวหน้าประเภทนี้จะสามารถนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ได้ และก่อนที่เครือข่ายควอนตัมที่ใช้สิ่งกีดขวางโดยใช้ควอนตัมรีพีตเตอร์จะแพร่หลาย ขณะที่งานจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับเครือข่ายควอนตัม การตั้งค่าสำหรับตอนนี้
“ขั้นตอนต่อไป และฉันจะไม่ใส่ไทม์ไลน์ลงไป จะเป็นการตั้งค่าเครือข่ายของอุปกรณ์ทวนสัญญาณเหล่านี้เพื่อแสดงว่าคุณสามารถตั้งค่าเครือข่าย multi-hop QKD กับผู้ใช้ที่แตกต่างกันสองถึงสามรายในระยะทางที่คุณจะทำได้ ไม่สามารถบรรลุได้ด้วยสิ่งที่มีอยู่ในหิ้งในขณะนี้” เขากล่าว
Levonian รับทราบ แม้ว่าจะไม่เจาะจงเกี่ยวกับลำดับเวลาของ AWS สำหรับขั้นตอนต่อไป แต่ความก้าวหน้านี้สามารถช่วยเร่งระยะเวลาโดยรวมสำหรับการปรับใช้เครือข่าย QKD ที่อิงตามสิ่งกีดขวาง และแอปพลิเคชันเครือข่ายควอนตัมตามสิ่งกีดขวางอื่นๆ เช่น เมฆควอนตัมและเครือข่ายเซ็นเซอร์ควอนตัม ในการประชุม IQT Fall ของสัปดาห์ที่แล้ว มีการอภิปรายมากมายเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการจัดเตรียมและวัดผล QKD เมื่อเทียบกับการพัฒนาเครือข่ายตามสิ่งกีดขวางในท้ายที่สุด และเป็นที่ชัดเจนจากการอภิปรายเหล่านี้ว่าหลายบริษัทกำลังดำเนินการและพัฒนาทั้งสองอย่างต่อไป แบบจำลองที่เป็นสถาปัตยกรรมตามสิ่งกีดขวางยังคงพัฒนาและปรับปรุงต่อไป
“ฉันจะบอกว่า [ความก้าวหน้าในลักษณะนี้] ช่วยผลักดันไทม์ไลน์ [สำหรับการพัฒนาเครือข่ายและแอปพลิเคชันที่อิงสิ่งกีดขวางใหม่]” Levonian กล่าว “ในบางแง่มุม ฉันคิดว่าเมื่อผู้คนพูดถึงแผนการทำงาน และสิ่งที่ใกล้หรือระยะยาว มีแอปพลิเคชั่นมากมายที่คุณสามารถใช้เครือข่ายควอนตัมได้ ดังนั้น QKD จึงเป็นสิ่งที่ผู้คนกำลังทำอยู่ในขณะนี้ และความสามารถในการทำมากขึ้น เป็นเพียงคำถามของการเพิ่มขอบเขตดังกล่าว และนำความสามารถใหม่ๆ มาใช้ ฉันคิดว่าเมื่อผู้คนนึกถึงเครือข่ายควอนตัม มีแอปพลิเคชันเจ๋งๆ บางตัวที่พวกเขาคิดว่าเป็นที่ต้องการของเครือข่ายมากเช่นกัน และนั่นคือ... 10 หรือ XNUMX ปีข้างหน้า”
Levonian ซึ่งเป็นผู้ช่วยวิจัยระดับบัณฑิตศึกษาที่ Harvard ก่อนเข้าร่วม AWS ในฐานะนักวิทยาศาสตร์วิจัยควอนตัมในปี 2021 ยังได้ให้ข้อมูลคร่าวๆ ว่างานด้านวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมที่ช่วยให้เกิดความก้าวหน้านี้เกิดขึ้นได้อย่างไร และไม่ได้เกี่ยวข้องกับควอนตัมทั้งหมด: “สิ่งที่ทีมจ้างโดย AWS ทำคือประดิษฐ์และออกแบบอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับการทดลองนี้ ดังนั้นงานที่นั่นค่อนข้างใหญ่ทีเดียว…. แต่มีงานมากมายที่ทำเกี่ยวกับโฟโตนิกส์ในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมา และสิ่งที่เราสร้างระบบนี้ คือการใช้ควอนตัมเล็กน้อย ความสามารถของเขาในการทิ้งข้อบกพร่องของซิลิกอนลงในวัสดุที่สามารถเก็บข้อมูลควอนตัมได้ แต่ หลายสิ่งหลายอย่างที่ล้อมรอบมันเป็นวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมที่ยอดเยี่ยมจริงๆ เกี่ยวกับวิธีนำแสงและสลับไปมาระหว่างสิ่งต่าง ๆ ที่พัฒนาขึ้นด้วยเหตุผลอื่นเมื่อ 10 หรือ 20 ปีที่แล้ว เรามีข้อได้เปรียบในการนำความก้าวหน้าที่ผู้คนสร้างขึ้นในตอนนั้นมาปรับใช้ใหม่เพื่อสร้างระบบการสื่อสารควอนตัมเหล่านี้”
เขากล่าวเสริมว่า “เพื่อให้คุณเข้าใจถึงขนาด [ของทีมงานที่เกี่ยวข้อง] มีคนจำนวนมากที่มุ่งเน้นการสร้างอุปกรณ์เหล่านี้ – การผลิตนาโน – เข้าไปในคลีนรูม และดำเนินการแกะสลักและพิมพ์หินภาพถ่ายและออกแบบโฟโตนิกส์ นั่นคือทีมงานสองหรือสามคน… ที่ฮาร์วาร์ด มีกลุ่มหนึ่ง.. ที่มุ่งเน้นเรื่องนั้นโดยเฉพาะ… แล้วก็มีคนที่สร้างระบบอัตโนมัติและออพติค และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับสิ่งนี้และ [ยัง] ทำทฤษฎีฟิสิกส์ควอนตัมด้วย ดังนั้นฉันจะบอกว่ามันเกี่ยวกับการแบ่งเท่าๆ กัน โดยกลุ่มคนประมาณสามหรือสี่คนทำงานแต่ละอย่าง เป็นกระบวนการที่ค่อนข้างซับซ้อน และนั่นเป็นเหตุผลหนึ่งว่าทำไมฉันถึงคิดว่าการย้ายออกจากห้องทดลองและทำเป็นส่วนหนึ่งของ R&D ขององค์กรนั้นสมเหตุสมผล นอกจากนี้ แน่นอน ศักยภาพของสิ่งที่มีประโยชน์จริง ๆ ที่จะพัฒนาสำหรับลูกค้าของเรานั้น มันขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณสามารถทำได้ในฐานะกลุ่มวิชาการ”
ดูข่าว IQT อย่างใกล้ชิดสำหรับการอัปเดตเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้
ภาพ: ภาพกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (เอื้อเฟื้อโดย AWS Center for Quantum Networking) ของหน่วยความจำควอนตัมนาโนโฟโตนิกบนชิปเพชร อุปกรณ์โทนิคมีความกว้างหนึ่งในล้านของนิ้ว
Dan O'Shea ครอบคลุมเรื่องโทรคมนาคมและหัวข้อที่เกี่ยวข้อง เช่น เซมิคอนดักเตอร์ เซ็นเซอร์ ระบบค้าปลีก การชำระเงินดิจิทัล และคอมพิวเตอร์ควอนตัม/เทคโนโลยีมานานกว่า 25 ปี
