- 量子機器 Borealis 使用可編程光子傳感器實現計算優勢
- 來源：賽斯維傳感器網 發表于 2022/6/16
來自完全可編程光子處理器的高維 GBS。來自脈沖 OPO 的單模壓縮狀態的周期性脈沖序列進入三個動態可編程的基于環路的干涉儀序列。每個環路包含一個 VBS，包括一個可編程移相器和一個光纖延遲線。在干涉儀的輸出端，高斯狀態被發送到一個 1 到 16 的二進制開關樹 (demux)，它在 PNR 讀出之前對輸出進行部分解復用。在大約 36 μs 內得到的 216 個光子數的檢測序列包括一個樣本。光纖延遲和伴隨的分束器和移相器在時間相鄰和遠距離模式之間實現門，從而實現量子電路中的高維連接。在每個循環階段上方描繪了逐步合成的多部分糾纏高斯狀態的晶格表示。第一階段 (τ) 影響一維中近鄰模式之間的雙模式可編程門（綠色邊緣），而第二階段 (6 τ) 和第三階段 (36 τ) 介導模式之間的耦合，這些模式之間由 6 個和 36 個時間箱隔開第二和第三維度（分別為紅色和藍色邊緣）。設備的每次運行都涉及 1,296 個實際參數的規范，對應于所有 VBS 單元的設置順序。信用：而第二個 (6 τ) 和第三個 (36 τ) 在第二維和第三維（分別為紅色和藍色邊緣）中由 6 個和 36 個時間箱隔開的模式之間調節耦合。設備的每次運行都涉及 1,296 個實際參數的規范，對應于所有 VBS 單元的設置順序。信用：而第二個 (6 τ) 和第三個 (36 τ) 在第二維和第三維（分別為紅色和藍色邊緣）中由 6 個和 36 個時間箱隔開的模式之間調節耦合。設備的每次運行都涉及 1,296 個實際參數的規范，對應于所有 VBS 單元的設置順序。
來自加拿大 Xanadu 和美國國家標準與技術研究院的一組研究人員聲稱，他們的量子計算機 Borealis 在應對玻色子采樣挑戰方面取得了計算優勢。在他們發表在《自然》雜志上的論文中，該小組描述了他們的計算機以及它在應對挑戰時的表現。巴西聯邦弗魯米嫩塞大學的丹尼爾·約斯特·布羅德 (Daniel Jost Brod) 在同一期刊上發表了一篇新聞與觀點文章，概述了量子計算的短暫歷史以及團隊在這項新工作上所做的工作。
隨著對可用的量子計算機的工作繼續進行，研究小組為他們正在研究的設備增加了更多的能力，然后對它們進行計算優勢測試。此類測試旨在表明給定設備能夠處理傳統計算機需要很長時間才能運行的問題，以至于這樣做是不切實際的。
在這項新工作中，研究人員使用光子機器來接受玻色子采樣挑戰，該機器使用光子來表示量子比特。技術上稱為高斯玻色子采樣挑戰，它涉及準備光狀態并引導它們通過分束器網絡，然后計算有多少光子到達探測器�，F代計算機在嘗試挑戰時會很快陷入困境，而理論表明量子計算機應該大放異彩。此前應對挑戰的努力涉及使用 76 到 113 個光子。該團隊在這項新工作中建造的機器能夠訪問多達 219 個光子，而平均為 125 個——這是一個重大的飛躍。
在運行挑戰時，團隊發現 Borealis 能夠在 36 微秒內完成指定任務。研究人員計算出，傳統計算機大約需要 9000 年才能完成相同的任務。研究人員聲稱，這種差異顯示了計算優勢。研究人員通過測試北歐化工給出的輸出結果更進一步，表明它不能被欺騙，證明它給出的答案是正確的。
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