100光子的分辨率和无偏随机数的量子生成(2)

弗吉尼亚大学量子计算和量子光学研究团队成员兼研究生助理Amr Hossameldin解释说，跨越50光子的阈值意味着能够实现一个“立方门”——为通用量子计算建立一个完整的门集的里程碑。
该团队超越了16个光子的记录，并展示了每个单个探测器约35个光子计数，并使用三探测器系统达到了100个光子。
“他们可以预测他们正在以这种极其精确的分辨率解析100个影响探测器的光子，”杰斐逊实验室高级科学家兼理论和计算物理副主任罗伯特爱德华兹说，“这是超级准确的 - 这是从未实现过的。
“缺乏检测一直是这种量子计算方法的主要限制。新的光子数分辨率是实现通用指令集的必要步骤，“他继续说道。
新的检测系统还有另一个非常有价值的次要好处：量子生成真正的随机数 - 在军事通信和金融交易等领域对牢不可破的密码或加密有利。
由经典计算机算法生成的所谓随机数并不是真正的随机数。它们生成的算法可以通过玩数字游戏来破坏 - 寻找哪些数字比其他数字更频繁地弹出。使用量子物理学进行真正的随机数生成没有这样的缺陷或偏差。
“量子力学中有一种内在的随机性，你可以拥有一个同时处于两种状态的物理系统，”UVa的物理学教授Olivier Pfister解释说，他专门研究量子场和量子信息，并担任该项目的外部团队负责人。“当你想知道它是哪个时，它是随机的。
“爱因斯坦对此感到困惑。他称之为“与宇宙玩骰子的旧者”。我们没有比爱因斯坦更了解的了。
Pfister和Hossameldin是介绍该团队研究的论文的共同作者。其他作者是来自杰斐逊实验室的Chris Cuevas和Hai Dong，来自纽约空军研究实验室的Richard Birrittella和Paul Alsing，来自UVa的Miller Eaton和纽约市立大学的Christopher C. Gerry。

以前从未见过的信号

该团队的努力受到美国能源部科学办公室2019年公告的启发，该公告为量子视野计划下的核物理量子信息科学研究提供资金机会。爱德华兹获得了一笔小额赠款，用于资助一个系列讲座，邀请量子计算专家。
菲斯特是2020年3月的第一位讲师。一周后，COVID-19 大流行关闭了实验室，但联合研究基于光子学的量子计算的种子已经播下。
组建了一个由物理学家、工程师和博士后组成的庞大团队。合作开始的目标是使用量子光子学进行与杰斐逊实验室科学计划相关的计算。