Het is niet de grootte van de interferometer die ertoe doet; het is hoe je het gebruikt. Dus claim een ​​team van onderzoekers van RMIT University, de Universiteit van Sydney en de Technische Universiteit Sydney, die een geheel nieuwe manier hebben bedacht om grootschalige interferometers te implementeren die optische verwerkingscircuits drastisch zullen verkleinen.

Het team, in een paper gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven , heeft aangetoond dat een kleinschalige fysieke interferometer het werk kan doen van een veel grotere door gebruik te maken van recente doorbraakresultaten in kwantuminformatie. De techniek wordt 'op metingen gebaseerde lineaire optica' genoemd.

"Een duidelijk voordeel van onze aanpak is dat het gebruik maakt van bestaande compacte methoden voor het genereren van grootschalige clustertoestanden - een hulpmiddel voor kwantumcomputing, ", zegt hoofdauteur Dr. Nicolas Menicucci.

"Zes bundelsplitsers en een paar samengedrukte lichtbronnen geven ons het potentieel om toegang te krijgen tot virtuele optische netwerken van een immense omvang."

Volgens eerste auteur dr. Rafael Alexander, het ontwerpen van conventionele interferometers die honderden of zelfs duizenden optische elementen bevatten, is een ontmoedigende maar belangrijke taak die essentieel is voor het implementeren van volledig functionele optische kwantumcomputers.

"We hebben een nieuwe benadering gevonden om dit probleem aan te pakken door inspiratie te putten uit kwantumteleportatie, ’ zegt dokter Alexander.

"Op metingen gebaseerde lineaire optica omzeilt veel van de uitdagingen waarmee de conventionele optische benadering wordt geconfronteerd door grote virtuele interferometers te gebruiken in plaats van fysieke. Door een specifieke reeks metingen toe te passen op een continu-variabele clusterstatus, de metingen zelf programmeren en implementeren de interferometer, " hij zei.

"We gebruiken een gigantische clustertoestand die is samengesteld uit lichtmodi die zijn gecorreleerd in tijd of frequentie, die kan worden gegenereerd met behulp van slechts een of twee optische parametrische oscillatoren (die optisch knijpen implementeren) en slechts een handvol bundelsplitsers."

De experimentele medewerkers van het team hebben de technologie al gedemonstreerd, waardoor clusterstaten samengesteld uit meer dan 1 miljoen verstrengelde modi.

"Op metingen gebaseerde lineaire optica heeft het potentieel om de manier waarop we denken over de interferentie van licht te hervormen, ", zegt dokter Menicucci.

"Het brengt de aangetoonde schaalbaarheid van continu-variabele clustertoestanden over naar het brede scala aan lineaire optica-toepassingen."

Het artikel beschrijft ook een techniek om de gebruikelijke ruis (vervorming) waarmee een 'virtuele' benadering zoals deze wordt geconfronteerd, te overwinnen door deze ruis om te zetten in eenvoudig fotonverlies, wat makkelijker te hanteren is. Dit opent de deur naar nieuwe benaderingen voor het bestrijden van ruis - een grote uitdaging voor alle grootschalige quantum computing-platforms.