Квантовый компьютер научили экономить на бумаге: новая схема требует в восемь раз меньше фотонов

Исследователи из физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова и Российского квантового центра предложили теоретическую схему, которая оптимизирует процесс слияния в фотонных квантовых вычислениях. Разработка, поддержанная госкорпорацией "Росатом", позволяет существенно снизить расход ресурсов при создании многочастичных запутанных состояний. Результаты работы опубликованы в журнале Physical Review Applied.
Механизм слияния и проблема вероятности

В основе фотонных квантовых вычислений лежит создание запутанных состояний — специфической связи между частицами, которая служит основным вычислительным ресурсом. Чтобы построить масштабируемую систему, необходимо объединять небольшие запутанные группы в более крупные структуры с помощью операций слияния.
Основным ограничением линейно-оптических систем является вероятностный характер этих операций: без дополнительных ресурсов шанс успешного слияния не превышает 50%. Традиционные способы повышения этой вероятности требуют подготовки вспомогательных запутанных состояний, что, в свою очередь, увеличивает количество необходимых фотонов и сложность оптической схемы, так как создание самих этих состояний также происходит с определенной вероятностью.