Opis projektu
Zrozumienie możliwości obliczeń kwantowych w fotonicznych urządzeniach obliczeniowych
Komputer kwantowy ujarzmia magiczne możliwości mechaniki kwantowej, obiecując nam wyraźny wzrost możliwości obliczeniowych. Jego potencjał ma przekraczać możliwości zwykłych komputerów, dowodząc tak zwanej wyższości kwantowej, lecz ten czas jeszcze nie nadszedł. Ostatnie badania z zakresu problemów obliczeniowych, w których wygenerowano próbki bazujące na rozkładach statystycznych (problem próbkowania kwantowego lub próbkowanie obwodów losowych), ukazały potencjalną ścieżkę, która być może pozwoli dowieść wyższości kwantowej. Obwody losowe szybko wytwarzają dalekozasięgowe splątanie, co sprawia, że ich symulowanie za pomocą klasycznych algorytmów jest niezmiernie trudne. Jedną z obiecujących ścieżek rozwoju użytkowych obliczeń kwantowych jest wykorzystanie hybrydowego modelu obliczeniowego, który będzie łączyć w sobie procesy klasyczne i kwantowe. Badania prowadzone w związku z finansowanym przez UE projektem PHOQUSING mają wdrożyć tego rodzaju system obliczeń hybrydowych, w którym wykorzystane zostaną najnowocześniejsze rozwiązania z zakresu fotoniki. W ten sposób Europa znajdzie się w awangardzie na tym konkurencyjnym i istotnym ekonomicznie polu.
Cel
Randomness is a resource that enables applications such as efficient probabilistic algorithms, numerical integration, simulation, and optimization. In the last few years it was realized that quantum devices can generate probability distributions that are inaccessible with classical means. Hybrid Quantum Computational models combine classical processing with these quantum sampling machines to obtain computational advantage in some tasks. Moreover, NISQ (Noisy, Intermediate-Scale Quantum) technology may suffice to obtain this advantage in the near term, long before we can build large-scale, universal quantum computers. PHOQUSING aims to implement PHOtonic Quantum SamplING machines based on large, reconfigurable interferometers with active feedback, and state-of-the-art photon sources based both on quantum dots and parametric down-conversion. We will overview the different architectures enabling the generation of these hard-to-sample distributions using integrated photonics, optimizing the designs and studying the tolerance to errors. We will build two quantum sampling machines with different technologies, as a way to do cross-checks while exploiting all advantages of each platform. These machines will establish a new state-of-the-art in photonic reconfigurability, system complexity, and integration. Finally, we plan to perform first, proof-of-principle demonstrations of Hybrid Quantum Computation applications in optimization, machine learning, and graph theory. The PHOQUSING team includes long-term scientific collaborators who were among the first to demonstrate quantum photonic samplers; two of the leading European start-ups in the relevant quantum technologies; and theoretical experts in photonics and quantum information science. This project will help establish photonics as a leading new quantum computational technology in Europe, addressing the science-to-technology transition towards a new industrial sector with a large foreseeable economic impact.
Dziedzina nauki
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringcomputer hardwarequantum computers
- natural sciencesmathematicspure mathematicsdiscrete mathematicsgraph theory
- natural sciencescomputer and information sciencesartificial intelligencemachine learning
- natural sciencesphysical sciencestheoretical physicsparticle physicsphotons
Program(-y)
Zaproszenie do składania wniosków
Zobacz inne projekty w ramach tego zaproszeniaSzczegółowe działanie
H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
System finansowania
RIA - Research and Innovation actionKoordynator
00185 Roma
Włochy