Sebbene i computer quantistici abbiano la capacità di svolgere compiti così complessi, finora sono stati ostacolati dalla loro sensibilità al calore e alle vibrazioni, un problema che significa che devono essere mantenuti a temperature vicine allo zero assoluto.
Il team di Stanford afferma che il loro design elimina gran parte della complessità che si traduce in una maggiore sensibilità ai disturbi esterni. È essenzialmente un circuito fotonico gigante realizzato utilizzando un cavo in fibra ottica, un divisore di fascio, due interruttori ottici e una cavità ottica. Questi sono utilizzati per realizzare i due componenti principali della macchina: un anello di accumulo fuori dal cavo in fibra ottica e un’unità di dispersione.
“Normalmente, se volessi costruire questo tipo di computer quantistico, dovresti prendere potenzialmente migliaia di emettitori quantistici, renderli tutti perfettamente indistinguibili e poi integrarli in un gigantesco circuito fotonico”, ha spiegato Ben Bartlett, autore principale del studio, in un comunicato stampa.
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“Mentre con questo design, abbiamo solo bisogno di una manciata di componenti relativamente semplici e le dimensioni della macchina non aumentano con le dimensioni del programma quantistico che si desidera eseguire”.
Sfruttare il teletrasporto quantistico
Le informazioni nella macchina sono rappresentate tramite la direzione dei fotoni. Una direzione rappresenta l’una, l’altra lo zero, ed entrambe allo stesso tempo (tramite gli effetti della sovrapposizione quantistica) rappresentano il terzo stato. Tutte le informazioni sono codificate con un laser in un singolo atomo, che è entangled con i fotoni.
Poiché l’atomo può essere ripristinato e riutilizzato, la potenza del computer può essere ridimensionata semplicemente aggiungendo fotoni nell’anello. Ciò elimina la necessità di costruire più porte logiche fisiche e, quindi, riduce enormemente la complessità della macchina.
“Misurando lo stato dell’atomo, puoi teletrasportare le operazioni sui fotoni”, ha affermato Bartlett. “Quindi abbiamo solo bisogno di un qubit atomico controllabile e possiamo usarlo come proxy per manipolare indirettamente tutti gli altri qubit fotonici”.
Forse uno dei maggiori vantaggi del nuovo computer quantistico del team di Stanford è che può funzionare a temperatura ambiente, il che significa che può aiutare a ridurre notevolmente la complessità di queste macchine, che promettono di rivoluzionare la capacità di risoluzione dei problemi dei computer.
