By Dan O'Shea đăng ngày 04 tháng 2022 năm XNUMX
CẬP NHẬT 11/4/2022: Đây là liên kết đến bài báo thảo luận dưới đây. Câu chuyện cũng đã được cập nhật để bao gồm nhiều nhận xét hơn từ Levonia về các mạng lượng tử dựa trên sự vướng víu, cũng như nhiều chi tiết hơn về cách các nhà nghiên cứu làm việc trong dự án này.
Amazon Web Services đứng sau một trong những dịch vụ điện toán lượng tử dựa trên đám mây lớn nhất, nhưng AWS cũng đã đóng góp cho lĩnh vực này thông qua nghiên cứu. Tiến bộ nghiên cứu gần đây nhất của nó, sẽ được trình bày chi tiết trong một bài báo dự kiến được xuất bản vào thứ Sáu trên tạp chí Khoa học, có thể có ý nghĩa quan trọng đối với sự phát triển của các mạng lượng tử.
Các nhà khoa học từ AWS Trung tâm mạng lượng tử, được ra mắt vào đầu năm nay và Đại học Harvard, đã phát triển một phương pháp để cho phép các bộ nhớ lượng tử hoạt động ở nhiệt độ cao hơn, điều này có thể làm giảm chi phí làm lạnh cực mát thường được yêu cầu để giữ cho các bộ nhớ rất lạnh, đồng thời cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của các bộ lặp lượng tử cần thiết để mở rộng khoảng cách kết nối mạng.
Các nhà nghiên cứu, bao gồm cả các tác giả bài báo nghiên cứu David Levonia, Bart Machielse, YanQi Huan, và Pieter-Jan Stas, đã có thể “tăng nhiệt độ hoạt động lên mức làm cho hệ thống đông lạnh của bạn rẻ hơn và nhỏ hơn khoảng 10 lần so với mức cần thiết, và điều đó thực sự bắt đầu chuyển nó [bộ nhớ lượng tử] sang thứ gì đó có thể nằm trong giá đỡ trong một trung tâm dữ liệu,” Levonia nói với IQT News.
Ông nhấn mạnh rằng cần phải làm nhiều hơn nữa trước khi loại tiến bộ này có thể được thương mại hóa và trước khi các mạng lượng tử dựa trên vướng víu sử dụng các bộ lặp lượng tử có thể trở nên phổ biến, vì nhiều công việc liên quan đến mạng lượng tử và cụ thể hơn là các bộ lặp lượng tử vẫn còn trong phòng thí nghiệm. thiết lập cho bây giờ.
“Các bước tiếp theo, và tôi sẽ không đặt lịch trình cho nó, sẽ là thiết lập mạng của các thiết bị lặp này để cho thấy rằng bạn có thể thiết lập mạng QKD nhiều bước với một vài người dùng khác nhau ở các khoảng cách mà bạn sẽ' không thể đạt được với những gì có sẵn trên kệ bây giờ,” anh ấy nói.
Levonia thừa nhận, mặc dù không nói cụ thể về lịch trình của AWS cho các bước tiếp theo, nhưng tiến bộ này có thể giúp đẩy nhanh thời gian tổng thể để triển khai các mạng QKD dựa trên sự vướng víu. và các ứng dụng mạng lượng tử dựa trên vướng víu khác, chẳng hạn như đám mây lượng tử và mạng cảm biến lượng tử. Tại hội nghị mùa thu IQT tuần trước, đã có rất nhiều cuộc thảo luận về khả năng tồn tại của QKD chuẩn bị và đo lường so với sự phát triển cuối cùng của các mạng dựa trên vướng víu và rõ ràng từ các cuộc thảo luận này rằng một số công ty đang theo đuổi và phát triển hơn nữa cả hai các mô hình khi các kiến trúc dựa trên sự vướng víu tiếp tục trưởng thành và cải thiện.
“Tôi muốn nói rằng [loại tiến bộ này] sẽ đẩy nhanh tiến độ [để phát triển các mạng và ứng dụng dựa trên sự vướng víu mới],” Levonia nói. “Theo một cách nào đó, tôi nghĩ khi mọi người nói về lộ trình và những gì sắp xảy ra so với dài hạn, có rất nhiều ứng dụng khác nhau mà bạn có thể sử dụng mạng lượng tử. Vì vậy, QKD là thứ mà mọi người hiện đang làm và khả năng làm được nhiều hơn, đó thực sự chỉ là một câu hỏi về việc tăng phạm vi đó và mang lại những khả năng mới. Tôi nghĩ khi mọi người nghĩ về mạng lượng tử, có một số ứng dụng thú vị khác mà họ nghĩ đến cũng đòi hỏi rất cao đối với mạng và đó là… 10 hoặc XNUMX năm nữa.”
Levonia, từng là trợ lý nghiên cứu sau đại học tại Harvard trước khi gia nhập AWS vào năm 2021 với tư cách là nhà khoa học nghiên cứu lượng tử, cũng cung cấp thông tin sơ lược về cách hoạt động của khoa học và kỹ thuật đã hỗ trợ tiến bộ này–và tất cả không phải liên quan đến lượng tử: “Nhóm do AWS tuyển dụng đã làm là chế tạo và thiết kế các thiết bị được sử dụng cho thử nghiệm này, do đó, một khối lượng công việc khá lớn ở đó…. nhưng có rất nhiều công việc đã được thực hiện trên lượng tử ánh sáng trong vài thập kỷ qua, và những gì chúng tôi đã xây dựng hệ thống này, là sử dụng một chút lượng tử–khả năng của anh ấy để đưa những khiếm khuyết silicon này vào vật liệu có thể lưu trữ thông tin lượng tử–nhưng thực sự rất nhiều thứ bao quanh nó là khoa học và kỹ thuật thực sự thú vị về cách dẫn ánh sáng và chuyển đổi nó giữa những thứ khác nhau đã được phát triển vì những lý do khác cách đây 10 hoặc 20 năm. Chúng tôi có lợi thế là có thể tận dụng những tiến bộ mà mọi người đã đạt được trước đó và tái sử dụng chúng để xây dựng các hệ thống liên lạc lượng tử này.”
Anh ấy nói thêm, “Để giúp bạn hiểu được quy mô [của nhóm tham gia], có những người tập trung vào việc chế tạo các thiết bị này–chế tạo nano–đi vào phòng sạch, và thực hiện thiết kế in khắc và quang khắc và quang tử. Đó là một nhóm gồm hai hoặc ba người… Tại Harvard, tình cờ có một nhóm.. tập trung vào vấn đề đó một cách cụ thể… Và sau đó, có những người xây dựng tất cả các thiết bị tự động hóa, quang học và điện tử bao quanh điều này và [đồng thời] cũng làm các công cụ về lý thuyết vật lý lượng tử. Vì vậy, tôi muốn nói rằng nó được chia đều cho các nhóm khoảng ba hoặc bốn người làm việc trên từng thứ. Đó là một quy trình khá phức tạp và đó là một lý do tại sao tôi nghĩ việc chuyển nó ra khỏi phòng thí nghiệm và được thực hiện như một phần của hoạt động R&D của công ty là hợp lý. Tất nhiên, bên cạnh đó, tiềm năng phát triển những thứ thực sự hữu ích cho khách hàng của chúng tôi là, nó thực sự nằm trên đỉnh cao của những gì bạn có thể làm với tư cách là một nhóm học thuật.”
Theo dõi chặt chẽ Tin tức IQT để biết thêm thông tin cập nhật về câu chuyện này.
hình ảnh: Hình ảnh kính hiển vi điện tử quét (do Trung tâm Mạng lượng tử AWS cung cấp) về một mảng ký ức lượng tử quang tử nano trên một con chip kim cương. Các thiết bị quang tử rộng một phần triệu inch.
Dan O'Shea đã đề cập đến lĩnh vực viễn thông và các chủ đề liên quan bao gồm chất bán dẫn, cảm biến, hệ thống bán lẻ, thanh toán kỹ thuật số và công nghệ / điện toán lượng tử trong hơn 25 năm.
