В MIT разработали устройство для связи между квантовыми процессорами

Исследователи разработали межсоединительное устройство, которое позволяет квантовым процессорам напрямую взаимодействовать друг с другом. Разработка важна для развития систем квантовых вычислений, поскольку обеспечивает масштабируемую связь типа «все со всеми» между сверхпроводящими квантовыми процессорами.

В отличие от существующих архитектур, использующих соединение «точка-точка» с множеством последовательных передач между узлами и возрастающим уровнем ошибок, новое устройство передает квантовую информацию напрямую между любыми процессорами в сети. Технология основана на сверхпроводящем проводе (волноводе), по которому перемещаются фотоны — частицы света, способные переносить квантовую информацию.

Исследователи протестировали устройство, создав сеть из двух квантовых процессоров и отправляя микроволновые фотоны в заданном направлении. Помимо простой передачи фотонов они продемонстрировали формирование удаленной запутанности. В эксперименте удалось создать корреляцию между физически не связанными квантовыми процессорами. Этот эффект является фундаментальным для создания распределенной сети из множества квантовых процессоров.

В будущем квантовому компьютеру, вероятно, понадобятся как локальные, так и нелокальные межсоединения. Локальные межсоединения естественны в массивах сверхпроводящих кубитов. Наши допускают больше нелокальных соединений.

Для создания удаленной запутанности инженеры разработали особый протокол, при котором фотон одновременно удерживается и испускается. После того как приемный модуль поглощает этот «полуфотон», два модуля становятся запутанными. Для повышения эффективности процесса ученые применили алгоритм обучения с подкреплением для генерации «полуфотона», который позволил достичь эффективности поглощения фотонов более 60%.

Исследователи продолжают работать над совершенствованием технологии путем оптимизации пути распространения фотонов и ускорения протокола для минимизации ошибок.