Een team van onderzoekers uit China, Duitsland en de VS hebben ontdekt dat bosonbemonstering met fotonen een haalbare optie is om te testen op kwantumsuprematie, ondanks het lekken van fotonen uit een bepaald testsysteem. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , de groep beschrijft het testen van het idee met behulp van fotonen die worden uitgezonden door een kwantumpunt.

In de computerwereld is bewijzen dat een kwantumcomputer altijd beter zal presteren dan een klassieke machine bij het werken aan bepaalde moeilijke problemen, staat bekend als kwantumsuprematie. Maar naarmate het werk vordert in de richting van de ontwikkeling van een echt bruikbare kwantumcomputer, wetenschappers blijven de grenzen van traditionele computers verleggen. Als resultaat, onderzoekers onderzoeken hoe ze goede tests kunnen ontwerpen en ontwikkelen om de soorten architecturen te vergelijken. In deze nieuwe poging de onderzoekers onderzochten het idee van boson-sampling met fotonen als test voor beide machinetypes. Voorafgaand onderzoek naar het idee suggereerde dat het niet nuttig zou zijn vanwege problemen die voortvloeien uit het lekken van fotonen uit het systeem.

Het boson-sampling-systeemscenario werkt door een omgeving te creëren waarin fotonen gedurende een bepaalde periode in een apparaat worden geïntroduceerd en mogen interageren - metingen worden gedaan van hun posities gedurende dezelfde periode. Het idee is om de verdeling van de locatie van de fotonen over meerdere monsters te simuleren, een karwei waarvan eerder onderzoek heeft gesuggereerd dat het exponentieel langer zou duren op de computers van vandaag in vergelijking met kwantummachines vanwege de noodzaak om rekening te houden met de willekeurige interacties die optreden. De vrees was dat fotonen die verloren zouden gaan door lekkage een dergelijke benadering onpraktisch zouden maken voor het testen van kwantumsuprematie.

Om het idee te testen, de onderzoekers zetten een fysiek apparaat op - een halfgeleider kwantumpunt in een holte. De stip diende als een virtueel atoom - het straalde fotonen (bosonen) uit wanneer het door een laser werd beschoten. Die fotonen werden vervolgens door een reeks optische objecten gestuurd, waardoor ze meerdere paden namen, het genereren van een virtueel netwerk. Bij alle uitgangen werd een fotonendetector geplaatst om hun positie te noteren. De onderzoekers ontdekten dat veel van de "verloren foton"-monsters daadwerkelijk nuttig waren, wat leidde tot een verbetering van de data-acquisitiesnelheid. En dat toonde aan dat het idee een haalbare aanpak zou moeten zijn om kwantumsuprematie te testen.

© 2018 Fys.org