Descrizione del progetto
Nuovo approccio per testare la supremazia quantistica
Per testare la capacità dei dispositivi di informatica quantistica di risolvere i problemi che i computer classici non riescono ad affrontare nella pratica, i ricercatori hanno esaminato l’idea del campionamento gaussiano del bosone. Questo funziona creando un ambiente in cui i fotoni vengono introdotti in un dispositivo e lasciati interagire tra loro per un determinato periodo di tempo. Ricerche precedenti hanno suggerito che questo è un problema difficile per i computer attuali, poiché la simulazione della distribuzione della posizione dei fotoni su più campioni richiederebbe molto tempo. Il progetto FrEQuMP, finanziato dall’UE, effettuerà il campionamento del bosone tenendo in considerazione le informazioni sulla frequenza codificate negli stati quantici fotonici. Possono quindi generare lo stato quantico coerente desiderato e dimostrare il campionamento del bosone con molti fotoni, evitando problemi derivanti dalla fuoriuscita di fotoni dal sistema.
Obiettivo
Optical quantum computing and quantum simulation rely on multi-photon interference effects, between many photons in a larger number of optical paths or modes. In particular in Gaussian Boson Sampling protocols, single-mode squeezed states are input to an optical circuit implementing a transformation on the modes, which creates a complex multi-mode squeezed state. Sampling from such a state with single photon detectors is thought to be an intractable problem to simulate with classical computers, and has useful applications, for instance in calculating molecular vibronic spectra and in identifying densely connected sub-graphs of a network. This motivates building quantum-optical devices to implement Gaussian Boson Sampling. However, it is resource intensive to create a usefully large state using many separate squeezed sources and a circuit, and very technically challenging to avoid photon loss and to maintain interferometric stability. Here, I propose to carry out Gaussian Boson Sampling and related experiments by directly generating multi-mode squeezed states encoded in frequency, from a single source with reconfigurable frequency correlations. Using frequency channels to represent the modes is very compact because they can all propagate along the same spatial path, and this also ensures interferometric stability. Directly generating the desired state will avoid having the photons propagate through a lossy circuit, allowing scaling to higher photon numbers, and frequency encoding will make large numbers of modes readily available, surpassing the state-of-the-art in spatially-encoded circuits.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- ingegneria e tecnologiaingegneria elettrica, ingegneria elettronica, ingegneria informaticaingegneria elettronicahardwarecomputer quantistici
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