Quantenrechnen mit Licht: Photonische Quantencomputer. Issue 2 (1st March 2022)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Saggio, Valeria; Walther, Philip
• Is Part Of: Physik in unserer Zeit. Volume 53:Issue 2(2022)
• Page Start: 80
• Page End: 87
• Publication Date: 2022-03-01
• Subjects: Photonischer Quantencomputer -- Einzelphotonen -- Qubits -- Quantenrechnen -- Quanteninternet -- integrierte Optik -- Quantengatter -- Quantenüberlegenheit -- Bosonensampeln; Physics -- Periodicals; Science -- Periodicals; 530
• DOI: 10.1002/piuz.202101632
• Languages: English
• ISSNs: 0031-9252

Abstract

Zusammenfassung: Photonen gehören zu den vielversprechenden Quantensystemen, die einen universellen Quantencomputer ermöglichen. Ihre besonderen Eigenschaften, wie Mobilität und der bosonische Charakter, erlauben leistungsstarke Quantenprozessoren für spezielle Anwendungen. Als prominentes Beispiel gilt das Bosonensampeln, mit dem die Quantenüberlegenheit eines Quantencomputers demonstriert wurde. Größte Herausforderungen für die Entwicklung universell anwendbarer photonischer Quantencomputer sind eine effiziente Erzeugung von Einzelphotonen sowie ein stabiles, verlustarmes Prozessieren von Multiphotonen‐Zuständen. Zur Skalierbarkeit photonischer Quantencomputer trägt der rasante Fortschritt bei integrierten optischen Bauteilen bei. Das ermöglicht eine komplette Verarbeitung von Quanteninformation auf einem nanophotonischen Prozessor. Es gibt bereits vielseitige Demonstrationen von möglichen Anwendungen solcher Prozessoren in optischen Quantencomputern. Sie reichen vom maschinellen Lernen bis zur sicheren Datenverarbeitung in Computernetzwerken. Abstract : Optische Quantensysteme erweisen sich bei der Realisierung von Quantencomputern als höchst leistungsfähig. Die besonderen Eigenschaften von Photonen ließen sich bereits nutzen, um die Überlegenheit von Quantencomputern gegenüber herkömmlichen Rechnern erfolgreich zu demonstrieren. In speziellen Bereichen wie maschinellem Lernen und sicherem Datenprozessieren könnten sich solche Quantencomputer etablieren. Foto: USTC