Teamet utförde sin forskning med kommersiella optiska fibrer som används över hela världen för att transportera internet till våra hem och företag. Dessa fibrer är tunnare än bredden av ett hårstrå och använder ljus för att överföra data. I studien lyckades forskarna koda extremt mycket information i en enda ljuspartikel, något som låser upp en massiv beräkningskraft.
– Idén är att utnyttja hur ljus sprids i optiska fibrer. För att undvika att kvanttillståndet hos ljuspartiklarna som kommer ut i andra änden av en optisk fiber påverkas på ett komplicerat vis lyckades vi manipulera dem, tämja oordningen, och använda sammanflätningen av två ljuspartiklar som en resurs, säger Armin Tavakoli.
Även av intresse för mainstream
Som noterades i ingressen är komplexa industriella tillämningar, läkemedelsutveckling, klimatprognoser och rymdforskning bara några områden där forskarvärlden räknar med att kvantdatorer kommer att spela en viktig roll de närmaste åren. Men också inom maskininlärning och artificiell intelligens – fält där optiska kretsar används för att bearbeta enorma mängder data mycket snabbt. Att kunna manipulera ljuspartiklar och behålla en mer precis kontroll när kretsarna blir större kommer att bli en viktig pusselbit för utvecklingen av framtidens fullskaliga kvantdatorer.
– Kvantteknologi är ju nästan av mainstreamintresse nuförtiden. Genom att kartlägga hur ljuspartiklar kan manipuleras går det att implementera den här tekniken och göra användbara och programmerbara kretsar för enskilda kvantpartiklar med många frihetsgrader. Det är ett nytt och spännande tillvägagångssätt i utvecklingen av optiska kvantdatorer, säger Armin Tavakoli.
Förutom Lunds universitet har Heriot-Watt University, Sapienza University of Rome och University of Twente deltagit i arbetet. Experimentet utfördes på Heriot-Watt University.
Studien publiceras i den vetenskapliga tidskriften Nature Physics: ”Inverse design of high-dimensional quantum optical circuits in a complex medium”
Fakta – Kvantdatorer
En kvantdator är en beräkningsenhet som använder kvantmekanik för att utföra flera beräkningar samtidigt, tillräckligt för att kunna lösa problem som dagens superdatorer inte klarar av. Fördelen med kvantdatorer jämfört med vanliga datorer ligger i de grundläggande byggstenarna. I traditionella datorer är den minsta informationsbäraren en bit som kan anta värdet 0 eller 1. Kvantdatorer är i stället uppbyggda av kvantbitar som kan ha både värdet 0 och 1 samtidigt tack vare en kvantegenskap som kallas superposition.
