जेफिरनेट लोगो

एक स्केलेबल फोटोनिक फॉल्ट-टॉलरेंट क्वांटम कंप्यूटर के लिए ब्लूप्रिंट

दिनांक:


जे. एली बौरासा1,2, राफेल एन अलेक्जेंडर1,3,4, माइकल वासमे5,6, अश्लेषा पाटिल1,7, इलान ज़िट्रिन1,2, ताकाया मत्सुउरा1,8, दाईकिन सू1, बेन क्यू बरगियोला1,4, सैकत गुहा1,7, गिलौम दौफिनैस1, कृष्णा के. सबपति:1, निकोलस सी. मेनिकुची1,4, तथा ईश ढांडी1

1ज़ानाडू, टोरंटो, ओएनएन, एम 5 जी 2 सी 8, कनाडा
2भौतिकी विभाग, टोरंटो विश्वविद्यालय, टोरंटो, कनाडा
3क्वांटम सूचना और नियंत्रण केंद्र, न्यू मैक्सिको विश्वविद्यालय, अल्बुकर्क, एनएम 87131, यूएसए
4क्वांटम संगणना और संचार प्रौद्योगिकी केंद्र, विज्ञान विद्यालय, आरएमआईटी विश्वविद्यालय, मेलबर्न, वीआईसी 3000, ऑस्ट्रेलिया
5परिधि भौतिकी, वाटरलू के लिए परिधि संस्थान, एन 2 एल 2 वाई 5, कनाडा
6क्वांटम कम्प्यूटिंग संस्थान, वाटरलू विश्वविद्यालय, वाटरलू, एन2एल 3जी1 पर, कनाडा
7ऑप्टिकल साइंसेज कॉलेज, एरिज़ोना विश्वविद्यालय, टक्सन, एरिज़ोना 85719, यूएसए
8डिपार्टमेंट ऑफ एप्लाइड फिजिक्स, ग्रेजुएट स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग, द यूनिवर्सिटी ऑफ टोक्यो, 7–3–1 होंगो, बंकी-कू, टोक्यो 113–8656, जापान

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सार

फोटोनिक्स कमरे के तापमान पर संचालित एक मॉड्यूलर, नेटवर्क के लिए आसान क्वांटम कंप्यूटर बनाने के लिए पसंद का मंच है। हालांकि, अब तक कोई ठोस वास्तुकला प्रस्तुत नहीं की गई है, जो कि प्रकाश की अवस्थाओं में एन्कोड किए गए क्वैबिट के फायदे और उनकी पीढ़ी के लिए आधुनिक उपकरण दोनों का फायदा उठाती है। यहां हम सिद्धांत और प्रौद्योगिकी में नवीनतम विकास द्वारा सूचित एक स्केलेबल दोष-सहिष्णु फोटोनिक क्वांटम कंप्यूटर के लिए इस तरह के एक डिजाइन का प्रस्ताव करते हैं। हमारी वास्तुकला का केंद्र त्रि-आयामी संसाधन राज्यों की पीढ़ी और हेरफेर है जिसमें बोसोनिक क्वैबिट और निचोड़ा हुआ वैक्यूम राज्य दोनों शामिल हैं। प्रस्ताव निरंतर-परिवर्तनीय क्वांटम गणना की ताकत के साथ संयुक्त बोसोनिक qubits की गैर-निर्धारक पीढ़ी के लिए अत्याधुनिक प्रक्रियाओं का शोषण करता है, अर्थात् क्लिफोर्ड गेट्स के कार्यान्वयन में आसानी से उत्पन्न निचोड़ा हुआ राज्यों का उपयोग करना। इसके अलावा, वास्तुकला दो-आयामी एकीकृत फोटोनिक चिप्स पर आधारित है जिसका उपयोग एक अस्थायी और दो स्थानिक आयामों में एक क्वैबिट क्लस्टर राज्य का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। मौजूदा आर्किटेक्चर की तुलना में प्रायोगिक चुनौतियों को कम करके और कमरे के तापमान की क्वांटम गणना को सक्षम करके, हमारा डिज़ाइन स्केलेबल फैब्रिकेशन और ऑपरेशन के लिए द्वार खोलता है, जो फोटोनिक्स को क्वांटम कंप्यूटर के रास्ते पर अन्य प्लेटफार्मों को छलांग लगाने की अनुमति दे सकता है। क्वबिट्स

प्रोटोटाइपिकल क्वांटम कंप्यूटर को सार्वभौमिक, दोष-सहिष्णु और स्केलेबल होना चाहिए: किसी भी क्वांटम एल्गोरिथ्म को चलाने के लिए तैयार, संचित त्रुटियों का पता लगाना और उन्हें ठीक करना, और स्कोर के स्कोर को समायोजित करना। लेकिन एक व्यावहारिक क्वांटम कंप्यूटर के डिजाइन के लिए और भी बहुत कुछ है, जहां व्यक्ति मॉड्यूलरिटी, नेटवर्कबिलिटी, स्पीड और कमरे के तापमान के संचालन जैसे गुणों की भी तलाश करता है। फोटोनिक प्लेटफॉर्म - प्रकाश की क्वांटम अवस्थाओं पर आधारित एक कंप्यूटर - इन मानदंडों को पूरा करने के लिए शायद सबसे अच्छी उम्मीद देता है। हमारे पेपर में हम ऐसे कंप्यूटर के लिए पहला विस्तृत, व्यापक, टॉप-डाउन ब्लूप्रिंट प्रस्तुत करते हैं। हमारा मुख्य सैद्धांतिक नवाचार प्रकाश की एक हाइब्रिड क्वांटम अवस्था का उपयोग करना है जिसमें शक्तिशाली लेकिन प्रयोगात्मक रूप से चुनौतीपूर्ण चेकरबोर्ड राज्य शामिल हैं, और अधिक सीमित लेकिन आसानी से उत्पादित निचोड़ा हुआ राज्य हैं। हम एक दोष-सहनशील गणना के दौरान इस स्थिति को उत्पन्न करने, संसाधित करने और मापने के लिए एक पूर्ण तंत्र तैयार करते हैं। हमारे द्वारा प्रस्तावित डिवाइस को केवल प्लानर, विशेषीकृत, मध्यम आकार के एकीकृत फोटोनिक चिप्स, दूरसंचार उद्योग से परिचित एक तकनीक की आवश्यकता है। इसके लिए आवश्यक क्रायोस्टेट्स - फिलहाल - छोटे और व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं। और हमारे डिजाइन में क्वांटम प्रोसेसर एक तेज घड़ी की गति स्थापित करता है। फोटोनिक प्लेटफॉर्म के लचीलेपन और एन्कोडिंग और डिकोडिंग में सैद्धांतिक प्रगति से संभव हुआ ये विशेषताएं, हमें एक परिचालन क्वांटम कंप्यूटर और इसके उल्लेखनीय परिणामों के करीब लाती हैं।

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► संदर्भ

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उपरोक्त उद्धरण से हैं SAO / NASA ADS (अंतिम अद्यतन सफलतापूर्वक 2021-02-06 02:31:13)। सूची अधूरी हो सकती है क्योंकि सभी प्रकाशक उपयुक्त और पूर्ण उद्धरण डेटा प्रदान नहीं करते हैं।

On Crossref की उद्धृत सेवा द्वारा कार्यों का हवाला देते हुए कोई डेटा नहीं मिला (अंतिम प्रयास 2021-02-06 02:31:11)।

स्रोत: https://quantum-journal.org/papers/q-2021-02-04-392/

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