美国伯克利国家实验室将建分布式量子网络测试平台

规划投资 量科网 2021-09-04 17:28

美国劳伦斯伯克利国家实验室将利用美国能源部(DOE)提供的为期五年价值1250万的奖励,建立一个分布式量子网络,以加速美国量子互联网的发展。该测试台将在加州理工学院的帮助下连接伯克利实验室和加州大学伯克利分校之间的量子计算机,同时会集成分布式量子计算应用程序。

美国能源部最近开始为量子信息科学(QIS)项目提供资金。这个名为量子应用网络测试的平台(QUANT-NET)将推动于2020年2月在纽约市指定的美国《全国量子互联网蓝图》和更广泛的《国家量子计划》。

伯克利实验室科学网络部门和ESnet的执行董事Inder Monga说:“测试平台似乎更具协同作用,因为我正在为能源部做实用的网络,所以我不在物理、设备或材料方面的研究领域。因此我更关心,我们如何实施新想法?”

Monga接着表示,量子互联网的商业化还有很长的路要走,因此在学术界和工业界的帮助下,去加速物理学家和其他研究人员的工作是很有意义的事情。

加州大学伯克利分校物理学副教授Hartmut Häffner在一份声明中说:“这些演示将需要对大量不同的技术进行无缝集成,从俘获离子、色心和超导系统的量子信息处理,到从原子到光的超高效转换并通过光纤网络路由传递的量子信息。我们设想这项工作将为量子通信应用的量子互联网铺平道路,并允许我们连接不同的量子计算机以创建更大、更强的计算机。”

尽管很有帮助,但由于距离问题,加州理工学院将无法连接到该网络。如果没有量子中继器(尚未开发出),信号光子还无法长距离发送和定向。

伯克利实验室的最新系统ESnet有309个位置,在这些位置,光放大器有助于创建一个全国性的网络,但这些位置放大的是光而不是单光子,这是量子网络所必需的。Monga说,虽然该实验室可能不会成功,但它有希望在五年的资金用完之前开发出一个量子中继器。

目前,存在许多自行开发的设备来解决量子计算中的物理挑战和协同效应,而测试平台的一个好处是它不与一种设备或技术相关联。伯克利实验室打算利用美国国家科学基金会提供的来自不同单位的最佳技术,如亚利桑那大学、PsiQuantum和Aliro Quantum等量子初创公司、以及美国宇航局的喷气推进实验室的技术。

然而,Monga补充说,与流行病相关的供应链延迟可能是试验台的最大障碍。在数字网络方面,现在获得服务器需要大约六个月的时间,即使是通用的商品服务器也是如此。有些元器件只能从桑迪亚国家实验室或大学教授创办的小型初创公司采购。Monga说:“如果你需要离子阱和量子计算组件,有一些公司非常专业,但我不了解这些的供应情况如何,也不清楚事情是否会超出我们预期计划而导致延迟。”(编译:Qtech)