研究人員創造了一種允許量子處理器直接相互通信的設備——這是開發實用性的重要一步。這可能意味著處理器之間的通信速度更快且不易出錯。
現有的量子架構僅在不同的系統之間提供有限的通信（QPU）。這種通信是“點對點”的，這意味著信息在到達目的地之前必須在跨多個節點的鏈中傳輸。這增加了量子信息暴露於噪聲的可能性，並且更容易發生錯誤。
遠程糾纏是一種狀態，其中兩個粒子共享相同的狀態，並且一個粒子的變化會自動影響另一個粒子。兩者之間的距離可能很大，目前還沒有已知的限制。
在測試中，研究人員通過模塊連接了兩個量子處理器，每個處理器包含四個。每個模塊中的一些量子位的任務是發送，可用於傳輸量子數據的光粒子，而其他粒子則被分配用於存儲數據。
這些模塊通過稱為波導的超導線連接在一起，模塊充當較大的量子處理器和波導之間的接口。科學家們表示，可以通過這種方式連接任意數量的處理器，從而創建一個高度可擴展的網絡。
然後，研究人員使用微波脈衝來激發單個量子位，使其在波導的任一方向上發射光子。
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該研究的資深作者說：“投擲和捕獲光子使我們能夠在非局域量子處理器之間創建‘量子互連’，並且量子互連帶來了遠程糾纏。”威廉·奧利弗麻省理工學院電子研究實驗室副主任陳述。
光子畸變
是兩個粒子相互連接並共享信息的狀態，即使距離很遠。一個糾纏粒子的變化將立即影響其夥伴。這是量子計算的一個關鍵現象，因為它允許量子位相互關聯並充當單個系統。反過來，這讓我們能夠創建傳統計算機不可能實現的算法。
然而，僅僅在模塊之間來回移動光子並不會自動產生糾纏。為了實現這一目標，該團隊必須專門準備量子位和光子，以便在轉移後，模塊共享一個光子。
為了迫使兩個模塊共享相同的光子，他們必須在中間點中斷光子發射脈衝。這本質上意味著一半的光子在接收端被吸收，而一半被發射模塊保留。
這種方法的問題是光子在穿過波導時會發生扭曲，這會影響吸收併中斷糾纏。為了克服架構中的這一缺陷，團隊必須扭曲光子以促進最大程度的吸收。通過在傳輸前扭曲光子，他們能夠將吸收水平提高到 60%，足以確保糾纏。
該研究的主要作者表示，這項工作廣泛適用於實際的量子計算應用阿齊扎·阿瑪納克利，一名電氣工程和計算機科學研究生。
“原則上，我們的遠程糾纏生成協議也可以擴展到其他類型的量子計算機和更大的量子互聯網系統，”阿爾馬納克利說。
