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研究透视:Xanadu再造“世界第一台”-光量子计算机Aurora | Nature

今日新材料  · 公众号  ·  · 2025-01-25 00:00

正文

光子学为量子计算提供了很有前景的平台,因为芯片集成可用于大规模制造的模块,光纤可用于网络和大多数组件的室温操作。然而,需要包括通用和容错操作的所有基本功能的完整集成系统,进行实验演示。

近日,加拿大Xanadu量子技术公司H. Aghaee Rad, T. Ainsworth, R. N. Alexander等,在Nature上发文,利用35个光子芯片构建了量子计算机的(亚性能)比例模型,以展示功能和可行性。

这将所有原始组件组合为通过光纤互连联网的离散、可扩展架构模块,包括84个压缩器和36个光子数分辨探测器,在每个时钟周期提供12个物理量子位模式。

这一量子计算机命名为Aurora,以合成具有864亿个模式的独立芯片上纠缠簇态,并展示了实现实时解码的叶状距离-2重复码。演示了普适性和容错性所需的关键构建模块:单时间模式非高斯资源状态的预示合成、基于光子数分辨检测的实时复用、使用光纤缓冲器的时空簇态形成,以及使用具有实时单时钟周期前馈的芯片集成零差检测器实现的自适应测量。

Scaling and networking a modular photonic quantum computer.

模块化光量子计算机的扩展和联网

图:Aurora的3D渲染图 来源:Xanadu官网

图:包括损耗路径 P1 P2 P3 P4 的架构布局。

图:一个大节点簇态的合成与测量。


图4 容错阈值

文献链接

Aghaee Rad, H., Ainsworth, T., Alexander, R.N. et al. Scaling and networking a modular photonic quantum computer. Nature (2025).

https://doi.org/10.1038/s41586-024-08406-9







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