Научные сотрудники Университета Падерборна использовали высокопроизводительные вычислительные ресурсы (HPC) для масштабного анализа экспериментов в области квантовой фотоники. Это включало в себя томографическое восстановление экспериментальных данных, полученных с квантового детектора, способного измерять отдельные фотоны.
Учёные разработали новое программное обеспечение для HPC с целью выполнения этой задачи, и их достижения были описаны в издании Quantum Science and Technology.
Фотонные детекторы с высоким разрешением становятся неотъемлемыми элементами в квантовых исследованиях, и их точное описание играет ключевую роль для эффективного применения в измерительных процессах. Однако задача эта непроста, так как предполагает анализ огромных данных с учётом их квантово-механических характеристик.
Эффективные инструменты для обработки данных играют важнейшую роль для будущих применений. Обычные методы недостаточны для проведения вычислений масштабных квантовых систем, но исследователи из Падерборна применяют высокопроизводительные вычисления для процессов характеристики и сертификации.
Физик Тимон Шапелер, один из авторов исследования, поясняет: «Создавая адаптируемые алгоритмы с открытым исходным кодом на базе HPC, мы осуществляем квантовую томографию на крупномасштабных квантовых фотонных детекторах». Эти результаты открывают новые перспективы для анализа крупных систем в области квантовой фотоники и важны для оценки оборудования фотонных квантовых компьютеров.
Учёным удалось завершить расчёты описания фотонных детекторов всего за несколько минут — быстрее, чем это удавалось ранее. Система демонстрирует необычайную скорость при обработке огромных объёмов данных. Шапелер утверждает: «Наша работа показывает уникальные возможности использования этого инструмента в квантовых фотонных системах. Насколько нам известно, она является новаторским вкладом в область использования традиционных HPC для экспериментальной квантовой фотоники в значительных масштабах».
Эта сфера станет ещё более значимой, особенно в контексте демонстрации квантового превосходства в квантовой фотонике в масштабах, недостижимых традиционными методами. Профессор Тим Бартли, руководящий исследовательской группой по мезоскопической квантовой оптике, поясняет: «Масштаб играет решающую роль, так как иллюстрирует основные преимущества квантовых систем по сравнению с обычными. Преимущества наблюдаются в разных областях, включая измерительные технологии, обработку данных и связь».
Источник: iXBT
