Een nieuw theoretisch model houdt in dat licht precies in de juiste hoeveelheid wordt geperst om informatie nauwkeurig door te geven met behulp van subatomaire deeltjes. Wetenschappers van Hokkaido University en Kyoto University melden dat deze theoretische benadering van kwantumcomputers 10 miljard keer toleranter is voor fouten dan de huidige theoretische modellen. Hun methode heeft toepassing in kwantumcomputers die de diverse eigenschappen van subatomaire deeltjes gebruiken om te verzenden, verwerken en opslaan van extreem grote hoeveelheden complexe informatie, waardoor het modelleren van complexe chemische processen veel beter en sneller is dan moderne computers.

Computers slaan momenteel gegevens op door deze in "bits" te coderen. Een bit kan in twee toestanden voorkomen:nul en één. Wetenschappers hebben manieren onderzocht om subatomaire deeltjes te gebruiken, genaamd "kwantumbits, " die in meer dan twee staten kan bestaan, voor de opslag en verwerking van veel grotere hoeveelheden informatie. Quantumbits zijn de bouwstenen van kwantumcomputers.

Een dergelijke benadering omvat het gebruik van de inherente eigenschappen in fotonen van licht, het coderen van informatie als kwantumbits in een lichtstraal door patronen van het elektromagnetische veld te digitaliseren. Maar de gecodeerde informatie kan verloren gaan door lichtgolven tijdens kwantumberekening, leidt tot een opeenstapeling van fouten. Om informatieverlies te verminderen, wetenschappers hebben geëxperimenteerd met "knijpend" licht. Knijpen is een proces dat kleine fluctuaties op kwantumniveau verwijdert, lawaai genoemd, van een elektromagnetisch veld. Ruis introduceert een zekere mate van onzekerheid in de amplitude en fase van het elektromagnetische veld. Knijpen is dus een efficiënt hulpmiddel voor de optische implementatie van kwantumcomputers, maar het huidige gebruik is ontoereikend.

In een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordeling X , Akihisa Tomita, een toegepast natuurkundige aan de Hokkaido University, en zijn collega's stelden een nieuwe manier voor om fouten drastisch te verminderen bij het gebruik van deze aanpak. Ze ontwikkelden een theoretisch model dat zowel de eigenschappen van kwantumbits als de modi van het elektromagnetische veld waarin ze bestaan, gebruikt. De aanpak omvat het knijpen van licht door foutgevoelige kwantumbits te verwijderen, wanneer kwantumbits samenklonteren.

Dit model is 10 miljard keer toleranter voor fouten dan de huidige experimentele methoden, wat betekent dat het maximaal één fout per 10 tolereert, 000 berekeningen. "De aanpak is haalbaar met behulp van de momenteel beschikbare technologieën, en zou de ontwikkelingen op het gebied van kwantumcomputeronderzoek verder kunnen bevorderen, ", zegt Akihisa Tomita van de universiteit van Hokkaido.