光會成為量子計算的基礎嗎?
羅伯特·莫蘭多蒂教授和他的團隊利用一種利用光的量子特性的緊湊光學平臺，朝著實現第一臺強大的光子量子計算機又邁進了一步。INRS的研究人員透露，他們已經生成了一類特殊的量子狀態——d級簇態——並利用它們來實現新的量子運算。所演示的狀態具有獨特的屬性，這些屬性使它們比迄今為止所演示的任何其他此類狀態都更加健壯和強大。
近十年來，羅伯託•莫蘭多蒂教授一直在通過開發利用光粒子(光子)作為數據介質的芯片，逐步構建一個雄心勃勃的系統。在這些硬幣大小的芯片結構上，光子被產生和轉換，因此它們可以被賦予獨特的量子特性。他的團隊是第一個成功創建高維(即quDit)光學簇態的團隊，這是能夠利用量子計算能力的持續探索的元素之一。
電子計算機系統的能力已接近極限，但對更大計算能力的需求仍在不斷增長。這就是為什麼科學家們轉向量子計算，研究如何在光粒子中編碼大量信息，並以前所未有的複雜性進行計算。為了達到這個目的，數據介質必須被轉換成量子比特(或量子位)，這是非經典的計算等效的傳統比特。明智地設計光子的量子態，就有可能增加量子位元的信息存儲能力，並使其得到所謂的qudit。然後，通過將qu看板分組成簇，基於所謂的“單向”方案的量子計算操作成為可能。
其他的量子計算方法使用離子、原子或其他量子資源，但是操縱它們進行高維編碼的努力效率低下。據參與這項研究的電信專家Jose Azana教授(INRS)說，光子還有另一個優點:“在現有的電信系統中，光子被用來通過光纖傳輸信息。這意味著具有受控量子特性的光子也可以通過這些相同的通道而不丟失它們的特性。
在《自然物理》的文章中描述的簇態的複雜性和豐富性是前所未有的。此外，該研究團隊還實現了另一個第一，通過執行高維量子計算操作，利用實現的集群狀態。他們證明了光具有為未來超高速計算機提供動力的所有必要特性。這是一個重大的飛躍，它是通過一個與現有技術兼容的緊湊系統實現的。INRS團隊開發的平臺能夠生成足夠複雜的量子態來實現量子計算目標，從而為單向量子計算機鋪平了道路。
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