"Современные квантовые процессоры являются большими, сложными и дорогостоящими устройствами, архитектура которых с трудом поддается крупному масштабированию" - пишут исследователи, - "Выбранный нами подход изначально ориентирован на масштабирование из-за того, что процессор, называемый групповым состоянием, сделан исключительно из света".
Групповое состояние (cluster state) представляет собой большое количество запутанных друг с другом квантовых компонентов, которые позволяют выполнять квантовые вычисления, осуществлять передачу информации и выполнять все необходимые базовые функции.
"Для того, чтобы групповое состояние могло быть использовано в реальном мире, оно должно быть одновременно большим и иметь правильную структуру запутанности элементов. За десятилетие исследований в данном направлении ни одно созданное групповое состояние не было работоспособным, потерпев неудачу в одном из двух или обоих случаев" - пишут исследователи, - "Наша реализация стала первой, преуспевшей во всех отношениях".
Для создания группового состояния ученые использовали специальные кристаллы, позволяющие преобразовать обычный лазерный свет в специальную квантовую форму, называемую сжатым светом. Этот сжатый свет, пропущенный через сложнейшую систему зеркал, оптических расщепителей, оптоволоконных световодов и других оптических компонентов, позволяет получить в рабочем пространстве двухмерное групповое состояние, размером 5 на 1240 узлов. Каждый узел - это отдельный квантовый компонент (кубит), способный самостоятельно или совместно с другими выполнять обработку квантовой информации.
И хотя степень сжатия этого состояния, которая определяет его качество, еще мала для решения практических вычислительных задач, все указывает на то, что выбранные учеными принципы работоспособны и в ближайшем времени им удастся получить требуемую степень сжатия группового состояния.
"В своей работы мы создали крупномасштабное групповое состояние, структура которого уже позволяет выполнять некоторые квантовые вычисления" - пишут исследователи, - "Все это является самой первой демонстрацией того, что заложенные идее работоспособны, создание "светового" квантового процессора выполнимо, а созданная архитектура является масштабируемой до любого уровня сложности".