Chinese wetenschappers Xianmin Jin en zijn collega's van de Shanghai Jiao Tong University hebben met succes de grootste kwantumchip gefabriceerd en de eerste tweedimensionale kwantumwandelingen van enkele fotonen in de echte ruimtelijke ruimte gedemonstreerd. die een krachtig platform kan bieden om analoge kwantumcomputing te stimuleren voor kwantumsuprematie.

Sinds begin vorig jaar is IBM, Google, Intel en rivalen hebben gestreden om nieuwe records te vestigen op het bereikte aantal qubits in de ontwikkeling van kwantumcomputers. Echter, universele kwantumcomputers zijn verre van haalbaar totdat foutcorrectie en volledige verbindingen tussen het toenemende aantal qubits kan worden gerealiseerd. In tegenstelling tot, analoge kwantumcomputers, of kwantumsimulatoren, kan op een eenvoudige manier worden gebouwd om praktische problemen direct op te lossen zonder foutcorrectie, en in de nabije toekomst mogelijk de rekenkracht van klassieke computers verslaan.

Als een krachtige en rechttoe rechtaan benadering van analoge kwantumcomputers, de kwantumwandeling in een tweedimensionale array brengt bepaalde computertaken in kaart in de koppelingsmatrix van de kwantumpaden, en biedt efficiënte oplossingen voor zelfs klassiek hardnekkige problemen. Prominente kwantumvoordelen zijn haalbaar zolang de schaal van kwantumsystemen een aanzienlijk groot niveau overschrijdt. Xianmin Jin et al zijn nu in staat om een ​​driedimensionale fotonische chip te fabriceren met een schaal tot 49×49 knooppunten met behulp van een techniek die femtoseconde direct schrijven wordt genoemd. Het is de grootste chip die tot nu toe is gerapporteerd en die de realisatie van deze tweedimensionale kwantumwandeling in de echte ruimtelijke ruimte mogelijk maakt, en stelt onderzoekers in staat om veel nieuwe kwantumcomputertaken te verkennen.

Dit werk toont aan dat de dimensie en schaal van het kwantumsysteem kunnen worden gebruikt als nieuwe bronnen voor het vergroten van de kwantumcomputerkracht. Gedurende de afgelopen twee decennia, het verhogen van het fotongetal was een uitdaging, wat resulteert in probabilistische generatie van enkele fotonen en multiplicatief verlies. Deze ingenieuze alternatieve methode om de externe fysica-dimensie en complexiteit van het kwantumevolutiesysteem te vergroten, kan toekomstige analoge kwantumcomputers versnellen.