El equipo chino acaba de lograr algo alucinante: metieron 16 qubits en 4 fotones en un solo chip de silicio usando codificación por rutas. En lugar de tratar cada fotón como 1 qubit, lo hacen pasar por 16 trayectorias de guía de ondas, convirtiendo cada fotón en un qudit de 4 niveles que transporta el equivalente a 4 qubits de información.
La jugada decisiva aquí es esquivar el cuello de botella exponencial de generación de fotones que ha estado estrangulando la computación cuántica fotónica. Normalmente necesitas más fotones para estados entrelazados más grandes, pero las tasas de coincidencia caen con fuerza a medida que sube la cantidad de fotones. Su solución: extraer más datos por fotón en lugar de generar más fotones.
Construyeron esto sobre silicio sobre aislante (SOI) estándar usando interferómetros de Mach-Zehnder y moduladores de fase termoópticos. No hace falta enfriamiento criogénico: funciona a temperatura ambiente y es compatible con la infraestructura existente de fibra óptica.
Los resultados son de verdad impresionantes:
- Generaron un estado GHZ de 16 qubits (el estado entrelazado óptico más grande verificado en un chip)
- Verificaron entrelazamiento multipartito genuino a través de 10 qubits
- Ejecutaron la búsqueda de Grover en un estado de clúster de 4 qubits con 98.7% de precisión (frente al 80.8% del benchmark previo de Stuttgart)
Esta arquitectura convierte la preparación de estados de múltiples fotones en operaciones de fotón único, lo cual es mucho más práctico para escalar. La desventaja: perder un solo fotón todavía inutiliza múltiples qubits, así que la gestión de la pérdida de fotones sigue siendo crítica. Pero, en conjunto, las exigencias de tasa de coincidencias bajan muchísimo en comparación con esquemas tradicionales de múltiples fotones.
Esto es computación cuántica basada en mediciones (MBQC) hecha bien. El enfoque de codificación de alta dimensión podría ser el plano para escalar procesadores cuánticos fotónicos sin tener que esperar nuevos avances de hardware.
La jugada decisiva aquí es esquivar el cuello de botella exponencial de generación de fotones que ha estado estrangulando la computación cuántica fotónica. Normalmente necesitas más fotones para estados entrelazados más grandes, pero las tasas de coincidencia caen con fuerza a medida que sube la cantidad de fotones. Su solución: extraer más datos por fotón en lugar de generar más fotones.
Construyeron esto sobre silicio sobre aislante (SOI) estándar usando interferómetros de Mach-Zehnder y moduladores de fase termoópticos. No hace falta enfriamiento criogénico: funciona a temperatura ambiente y es compatible con la infraestructura existente de fibra óptica.
Los resultados son de verdad impresionantes:
- Generaron un estado GHZ de 16 qubits (el estado entrelazado óptico más grande verificado en un chip)
- Verificaron entrelazamiento multipartito genuino a través de 10 qubits
- Ejecutaron la búsqueda de Grover en un estado de clúster de 4 qubits con 98.7% de precisión (frente al 80.8% del benchmark previo de Stuttgart)
Esta arquitectura convierte la preparación de estados de múltiples fotones en operaciones de fotón único, lo cual es mucho más práctico para escalar. La desventaja: perder un solo fotón todavía inutiliza múltiples qubits, así que la gestión de la pérdida de fotones sigue siendo crítica. Pero, en conjunto, las exigencias de tasa de coincidencias bajan muchísimo en comparación con esquemas tradicionales de múltiples fotones.
Esto es computación cuántica basada en mediciones (MBQC) hecha bien. El enfoque de codificación de alta dimensión podría ser el plano para escalar procesadores cuánticos fotónicos sin tener que esperar nuevos avances de hardware.