Истражувачи од Империјал колеџот во Лондон и нивни соработници развија нова архитектура за фотонско квантно пресметување, наречена „Clavina“. Системот е дизајниран да комбинира програмабилни оптички мрежи со специјализирани нелинеарни модули, овозможувајќи му да се приспособува на различни задачи без целосна промена на хардверот.
Фотоните се одлични носители на квантни информации, но нивната слаба природна интеракција долго време претставуваше пречка за создавање универзални фотонски квантни компјутери. Архитектурата Clavina се обидува да го надмине овој проблем со централен контролен систем кој го насочува квантниот сигнал меѓу програмабилната оптичка мрежа и различни функционални модули.
Пристапот е инспириран од современите класични процесори, кои користат специјализирани компоненти за различни типови пресметки. Кај Clavina, модулите можат да се менуваат или додаваат според конкретната задача, без потреба од редизајнирање на целиот процесор.
Во експериментите, истражувачите ја искористиле архитектурата за симулација на Бозе-Хабардовиот модел, кој опишува интеракции меѓу квантни честички во кондензирана материја. Тоа покажало дека системот може да комбинира линеарни и нелинеарни операции за проучување на сложени повеќечестични квантни системи.
Тимот демонстрирал и посигурно создавање на Готесман-Китев-Прескил (GKP) состојби. Овие посебни квантни состојби се важен ресурс за заштита на информациите од шум и грешки. Кај претходните фотонски пристапи, нивното создавање често било случајно, додека новата архитектура овозможува поконтролирано и поконзистентно генерирање.
Нелинеарните операции во системот исто така можат да создаваат егзотични состојби, како Шредингерови „мачки“, и да обезбедат основа за физички универзален сет квантни порти. Тоа е важно за идните бозонски кодови за корекција на грешки, со кои квантните компјутери би можеле да ги откриваат и поправаат сопствените грешки.
Според истражувачите, истата хардверска платформа би можела да се користи за решавање проблеми со графови, симулација на квантни системи, создавање големи заплеткани состојби и генерирање ресурси за квантна корекција на грешки.
Резултатите, објавени во списанието Nature Photonics, укажуваат дека модуларните фотонски архитектури би можеле да помогнат во развојот на квантни процесори што полесно се приспособуваат на нови алгоритми и пресметковни предизвици.
