△由光構成的大規模量子處理器的糾纏結構
來自澳大利亞，日本和美國的國際科學家團隊開發了由激光製成的大規模量子處理器的原型。
該處理器基於十多年的設計，具有內置的可擴展性，可將光製造的量子組件的數量擴展到極大的數量。該研究發表在《科學》雜誌上。
量子計算機有望為解決一些難題提供快速解決方案，但是為此，它們需要大量的量子組件，並且必須相對無差錯。當前的量子處理器仍然很小並且容易出錯。這種新設計提供了一種使用光的替代解決方案，可以達到在一些重要問題上最終勝過傳統計算機所需的規模。
澳大利亞墨爾本RMIT大學量子計算與通信技術中心（CQC2T）首席研究員Nicolas Menicucci博士說：“儘管當今的量子處理器給人留下了深刻的印象，但尚不清楚當前的設計是否可以放大到超大尺寸。”
“我們的方法從一開始就內置了極高的可擴展性，因為被稱為群集狀態的處理器是由光構成的。”
△光學設備網絡 -- 鏡子，分束器和光纖-將激光編織到光學量子處理器中
群集狀態是糾纏的量子元件的大集合，當以特定方式測量時，它們會執行量子計算。
“要對現實世界中的問題有用， 群集狀態必須既足夠大又具有正確的糾纏結構。自從提出以來的二十年中，以前關於 群集狀態的所有論證都在這一項或兩項上都失敗了， ” Menicucci博士說。“我們是有史以來第一次在兩者上都取得成功。”
為了形成群集狀態，經過特殊設計的晶體將普通激光轉換為一種稱為壓縮光的量子光，然後通過反射鏡，分束器和光纖網絡將其編織成群集狀態。
該團隊的設計允許進行相對較小的實驗，以生成具有內置可擴展性的巨大二維群集狀態。儘管目前的壓縮水平（衡量質量的標準）太低，無法解決實際問題，但該設計與達到最先進壓縮水平的方法兼容。
該團隊表示，他們的成就為光量子計算開闢了新的可能性。
“在這項工作中，我們首次在任何系統中都建立了大規模的群集狀態，其結構能夠實現通用量子計算。” 堪培拉大學新南威爾士大學CQC2T首席研究員Hidehiro Yonezawa博士說。“我們的實驗表明，這種設計是可行且可擴展的。”
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