Ventaja computacional cuántica usando fotones

Área de la Ciencia:

• La computación cuántica
• La óptica cuántica
• Complejidad computacional

Sus antecedentes:

• Las computadoras cuánticas ofrecen soluciones potenciales para problemas computacionales intratables.
• El muestreo de bosones es una tarea clave para demostrar la ventaja computacional cuántica.

Objetivo del estudio:

• Para llevar a cabo el muestreo de bosones gaussianos utilizando una computadora cuántica fotónica a gran escala.
• Para validar la ventaja computacional cuántica de la computadora cuántica fotónica Jiuzhang.

Principales métodos:

• Utilizó un interferómetro de baja pérdida de 100 modos con 50 estados comprimidos de modo único.
• Utilizó 100 detectores de fotones únicos de alta eficiencia para el muestreo de salida.
• Resultados validados contra hipótesis para estados térmicos, fotones distinguibles y distribución uniforme.

Principales resultados:

• Se lograron hasta 76 clics de fotones de salida, explorando una dimensión de espacio de estado de 10^30.
• Demostró una velocidad de muestreo aproximadamente 10^14 veces más rápida que las simulaciones clásicas de última generación.
• Validar la naturaleza cuántica de las muestras generadas.

Conclusiones:

• La computadora cuántica fotónica Jiuzhang demostró con éxito la ventaja computacional cuántica.
• El muestreo de bosones gaussianos es una vía viable para lograr la supremacía cuántica.
• Este trabajo allana el camino para tecnologías de procesamiento de información cuántica más potentes.