IonQ sasniedz vairāk nekā 1000 kvantu sapīšanos sekundē starp jonu un dimanta atmiņu

ASV kvantu tehnoloģiju uzņēmums IonQ 9. oktobrī paziņoja, ka laboratorijas apstākļos ir sasniedzis sapīšanās ātrumu virs 1000 notikumiem sekundē jeb aptuveni 1 kHz starp izķertu jonu kubitu un silīcija brīvvietas (SiV) kvantu atmiņu dimanta nanofotoniskā dobumā. Savienojums tiek veidots ar fotonu starpniecību un, pēc uzņēmuma un tehniskā ziņojuma datiem, ir pietiekami ātrs, lai atbalstītu sadalītu kvantu skaitļošanu.

Neatkarīgā apskatā Quantum Computing Report norādīts, ka vidējais heraldēto Bell pāru ātrums sasniedzis 1,032 kHz ar stāvokļa precizitāti 87,9%. Tas vairāk nekā četras reizes pārsniedz iepriekšējo izķerto jonu fotonu saites rekordu, ko bija demonstrējusi IonQ līdzdibinātāja Krisa Monro (Chris Monroe) pētnieku grupa Djūka universitātē. ArXiv priekšpublikācijā aprakstīts, kā 138Ba+ jona emitētais fotons tiek pārveidots un atstarots no SiV–dobuma sistēmas, lai viena detektēta fotona signāls heraldētu sapīšanos.

IonQ uzsver, ka izķertie joni nodrošina labu kubitu kohereci, bet cietvielu kvantu atmiņa efektīvāk sazējas ar gaismu; abu apvienojums ļaujot mazināt fotonu zudumu šaurumu, kas līdz šim ierobežoja tīkla ātrumu. Uzņēmuma izpilddirektors Nikolo de Masi (Niccolo de Masi) paziņojumā norādīja, ka klasiskie datu centri mērogojas, savienojot specializētus procesorus, atmiņu un tīklus, un līdzīgs ceļš esot nepieciešams arī kvantu sistēmām.

Demonstrācija ir saistīta arī ar DARPA programmu HARQ, kuras mērķis ir ātri kvantu savienojumi, kas saderējami ar dažādiem kubitu tipiem. Lai gan šajā izmēģinājumā izmantoti izķertie joni, arhitektūra pēc IonQ teiktā varētu būt saderīga arī ar neitrālo atomu un ar pārveidotājiem aprīkotām supravadītāju sistēmām.

Komerciāli IonQ kvantu atmiņas un savienojumu platforma jau tiek izvērsta: aprīlī paziņota pirmā komerciālā piegāde Merilendas universitātei, septembrī — otrā sistēma Dienvidkorejas uzņēmumam SDT. Tehniskie sīkumi publicēti arXiv priekšpublikācijā; plašāku aptvērumu sniedz arī HPCwire un nozares ziņu portāli.

Nākamais solis, pēc uzņēmuma skaidrojuma, ir turpināt mērogot atmiņas slāni un tīkla audumus, lai vairākus kvantu procesorus varētu savienot ar ātrumu, kas tuvinātos plānoto kļūdu izturīgo jonu procesoru darba ciklam — aptuveni vienam milisekundēm uz veiksmīgu pāri.