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- 量子機(jī)器 Borealis 使用可編程光子傳感器實(shí)現(xiàn)計(jì)算優(yōu)勢(shì)
- 來(lái)源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2022/6/16
來(lái)自完全可編程光子處理器的高維 GBS。來(lái)自脈沖 OPO 的單模壓縮狀態(tài)的周期性脈沖序列進(jìn)入三個(gè)動(dòng)態(tài)可編程的基于環(huán)路的干涉儀序列。每個(gè)環(huán)路包含一個(gè) VBS，包括一個(gè)可編程移相器和一個(gè)光纖延遲線。在干涉儀的輸出端，高斯?fàn)顟B(tài)被發(fā)送到一個(gè) 1 到 16 的二進(jìn)制開(kāi)關(guān)樹(shù) (demux)，它在 PNR 讀出之前對(duì)輸出進(jìn)行部分解復(fù)用。在大約 36 μs 內(nèi)得到的 216 個(gè)光子數(shù)的檢測(cè)序列包括一個(gè)樣本。光纖延遲和伴隨的分束器和移相器在時(shí)間相鄰和遠(yuǎn)距離模式之間實(shí)現(xiàn)門，從而實(shí)現(xiàn)量子電路中的高維連接。在每個(gè)循環(huán)階段上方描繪了逐步合成的多部分糾纏高斯?fàn)顟B(tài)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(dǎo)模式之間的耦合，這些模式之間由 6 個(gè)和 36 個(gè)時(shí)間箱隔開(kāi)第二和第三維度（分別為紅色和藍(lán)色邊緣）。設(shè)備的每次運(yùn)行都涉及 1,296 個(gè)實(shí)際參數(shù)的規(guī)范，對(duì)應(yīng)于所有 VBS 單元的設(shè)置順序。信用：而第二個(gè) (6 τ) 和第三個(gè) (36 τ) 在第二維和第三維（分別為紅色和藍(lán)色邊緣）中由 6 個(gè)和 36 個(gè)時(shí)間箱隔開(kāi)的模式之間調(diào)節(jié)耦合。設(shè)備的每次運(yùn)行都涉及 1,296 個(gè)實(shí)際參數(shù)的規(guī)范，對(duì)應(yīng)于所有 VBS 單元的設(shè)置順序。信用：而第二個(gè) (6 τ) 和第三個(gè) (36 τ) 在第二維和第三維（分別為紅色和藍(lán)色邊緣）中由 6 個(gè)和 36 個(gè)時(shí)間箱隔開(kāi)的模式之間調(diào)節(jié)耦合。設(shè)備的每次運(yùn)行都涉及 1,296 個(gè)實(shí)際參數(shù)的規(guī)范，對(duì)應(yīng)于所有 VBS 單元的設(shè)置順序。
來(lái)自加拿大 Xanadu 和美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院的一組研究人員聲稱，他們的量子計(jì)算機(jī) Borealis 在應(yīng)對(duì)玻色子采樣挑戰(zhàn)方面取得了計(jì)算優(yōu)勢(shì)。在他們發(fā)表在《自然》雜志上的論文中，該小組描述了他們的計(jì)算機(jī)以及它在應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)時(shí)的表現(xiàn)。巴西聯(lián)邦弗魯米嫩塞大學(xué)的丹尼爾·約斯特·布羅德 (Daniel Jost Brod) 在同一期刊上發(fā)表了一篇新聞與觀點(diǎn)文章，概述了量子計(jì)算的短暫歷史以及團(tuán)隊(duì)在這項(xiàng)新工作上所做的工作。
隨著對(duì)可用的量子計(jì)算機(jī)的工作繼續(xù)進(jìn)行，研究小組為他們正在研究的設(shè)備增加了更多的能力，然后對(duì)它們進(jìn)行計(jì)算優(yōu)勢(shì)測(cè)試。此類測(cè)試旨在表明給定設(shè)備能夠處理傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)需要很長(zhǎng)時(shí)間才能運(yùn)行的問(wèn)題，以至于這樣做是不切實(shí)際的。
在這項(xiàng)新工作中，研究人員使用光子機(jī)器來(lái)接受玻色子采樣挑戰(zhàn)，該機(jī)器使用光子來(lái)表示量子比特。技術(shù)上稱為高斯玻色子采樣挑戰(zhàn)，它涉及準(zhǔn)備光狀態(tài)并引導(dǎo)它們通過(guò)分束器網(wǎng)絡(luò)，然后計(jì)算有多少光子到達(dá)探測(cè)器�，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)在嘗試挑戰(zhàn)時(shí)會(huì)很快陷入困境，而理論表明量子計(jì)算機(jī)應(yīng)該大放異彩。此前應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的努力涉及使用 76 到 113 個(gè)光子。該團(tuán)隊(duì)在這項(xiàng)新工作中建造的機(jī)器能夠訪問(wèn)多達(dá) 219 個(gè)光子，而平均為 125 個(gè)——這是一個(gè)重大的飛躍。
在運(yùn)行挑戰(zhàn)時(shí)，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn) Borealis 能夠在 36 微秒內(nèi)完成指定任務(wù)。研究人員計(jì)算出，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)大約需要 9000 年才能完成相同的任務(wù)。研究人員聲稱，這種差異顯示了計(jì)算優(yōu)勢(shì)。研究人員通過(guò)測(cè)試北歐化工給出的輸出結(jié)果更進(jìn)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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