يُنظر إلى القدرة على التحكم في الأخطاء في الحالة الكمومية على أنها علامة فارقة حاسمة لأي من منصات الحوسبة المتنافسة. ويجب أن يستوفي شرطين: أن يزيل أخطاء أكثر مما يقدم، وألا يعيق تشغيل بقية أجهزة الكمبيوتر.
تدعي QuiX أنها أول من أثبت بروتوكولًا يلبي كلا المتطلبين في وقت واحد.
تتحرك الفوتونات على شريحة ضوئية وتتشابك مع بعضها البعض بسبب إحصائيات الجسيمات الكمومية. ومع ذلك، فإن المصادر التي تنتج هذه الجسيمات غير كاملة، وأي معلومات مسار متأصلة في الجسيمات ستؤدي إلى تدمير التشابك، مما يؤدي إلى أخطاء في التمييز.
يعد تقطير الفوتون بمثابة تقنية متماسكة على مستوى الأجهزة لتقليل الأخطاء التي تعمل على تحسين جودة الفوتونات الفردية قبل الحساب. وباستخدام التداخل الكمي بين عدة فوتونات غير كاملة، تخلق هذه الطريقة فوتونًا أكثر نظافة ولا يمكن تمييزه دون تكرار كبير للبت الكمي أو معالجة لاحقة كلاسيكية.
باستخدام معالج فوتوني قابل للبرمجة مكون من 20 وضعًا، أظهر الفريق بوابة تقطير الفوتون التي تجعل الفوتونات أكثر تشابهًا بشكل قابل للقياس، مما يقلل من خطأ عدم قابلية تمييز الفوتون بعامل 2.2. وعلى الرغم من الضوضاء الإضافية التي أحدثتها البوابة، لا يزال الجهاز يحقق انخفاضًا صافيًا بمقدار 1.2 مرة في إجمالي الخطأ، مما يدل على تقليل صافي الربح.
يظهر البحث أيضًا أن الجمع بين تقطير الفوتون وتصحيح الأخطاء الكمومية قد يقلل بشكل كبير من متطلبات الموارد على مستوى النظام. ومن خلال النمذجة باستخدام أداء مصدر الفوتون الحالي والبنى الضوئية، يمكن أن يؤدي هذا النهج إلى تقليل عدد مصادر الفوتون المطلوبة لكل كيوبت منطقي بما يصل إلى عامل أربعة، مما يقلل من تعقيد النظام وتكلفته.
قال جيلمار رينيما، كبير العلماء في QuiX: “لكي يتم توسيع أي طريقة كمبيوتر كمي، عليك إثبات أنه يمكنك إزالة المزيد من الأخطاء أكثر مما تضيفه بينما لا يزال الكمبيوتر قادرًا على العمل، وهذا ما أظهرناه هنا”. “تتوافق بوابة تقطير الفوتون الخاصة بنا مع تشغيل حسابات حقيقية وتوفر تخفيفًا لخطأ صافي الكسب بمجرد تضمين جميع ضوضاء البوابة. ولهذا السبب يعد هذا إنجازًا كبيرًا للضوئيات والحوسبة الكمومية بشكل عام.”
تم تمويل المشروع جزئيًا من قبل مبادرة التحديات الكمومية Purple NECtar التابعة لوزارة الدفاع الهولندية.
