Nu Quantum在开发不同量子比特模式,以及提供商的更模块化、分布式量子计算机方面迈出了重要一步。该公司开发了一种原理验证原型,该原型将使量子计算机能够通过量子比特光子接口(QPI)连接到量子网络。该接口被描述为相当于当今的网络接口卡(NIC),它将数据中心中的每台计算机连接在一起,并启用了云和人工智能市场。例如,为了拥有一台可以在原子水平上准确模拟世界的有用量子计算机,量子计算机需要比现在大1000倍,而且不可避免地,它们需要超越单个QPU,转向由数百个QPU组成的分布式量子计算机,并达到数据中心的规模,就像云和人工智能超级计算机一样。
在量子水平上,物质和光之间量子信息的有效传输是扩展量子计算机的最大挑战,也是QPI解决的具体问题。
Nu Quantum的QPI是为原子量子位设计的,它的第一个版本已经集成到Infeqion的捕获原子真空系统中,并在超高真空下成功进行了测试,超高真空是量子位需要工作的恶劣条件。下一步将是演示单个原子之间受控的高效耦合,以激发发射光子,从而解决迄今为止该行业最长期的技术挑战之一。
Nu Quantum技术副总裁Claire Le Gall博士说:“每个人都承认,量子位和光子之间的高效接口“物质和光”对于扩展量子计算至关重要。与Infeqion合作这个项目真的很令人兴奋!我们已经成功地将我们的QPI技术(量子位光子接口)与他们的超高真空冷原子电池结合在一起。我们对QPI通过早期测试取得的进展感到高兴,我们期待进一步提高其性能。我们很高兴进入下一阶段的研发,我们的目标是将量子网络速度提高约100倍。”Infeqtion英国业务发展总监Marco Palumbo博士表示:“合作对于推进量子计算领域至关重要,与Nu quantum等合作伙伴的合作使我们能够探索将量子比特连接到量子网络的新途径。虽然这是一个概念验证,但我们期待着继续进行实验和开发,以追求可扩展的量子技术。”
增强量子比特光子纠缠是迈向模块化和可扩展分布式量子计算机的第一步,但创建高保真度和高速率的量子比特光子缠结是阻碍量子计算机、通信和传感器网络模块化扩展的最大技术挑战。QPI旨在显著提高当前实验室方法的纠缠率,以实现工业规模的部署。
Nu Quantum的解决方案使用光学微腔来增强光和物质之间的耦合。使用该公司专有工艺制造的纳米结构镜子以微米级精度组装在一起,它们之间的距离主动稳定在<80 pm。开放的微腔允许增强量子比特和网络光子之间的相互作用,同时保持所有材料足够远,以保护精细的量子比特状态免受外部噪声的影响,并保持控制激光器的访问。
根据Nu Quantum的说法,这是第一个具有可调锁的被动对准光学微腔的工业演示,以确保在量子比特共振下运行。已经克服了几个工程挑战,包括低噪声锁定光学器件,并且电子器件已经以坚固、可部署的形式开发;在高温真空烘烤下,腔体对准保持稳定,而QPI结构中使用的材料没有对真空质量产生不利影响。Nu Quantum的目标是最终允许任何中性原子量子比特提供商插入Nu Quantum网络基础设施,实现模块化扩展:从单个量子处理单元(QPU)到数据中心规模的分布式量子计算机。