美国麻省理工学院研讨人员开发了一款支撑“全对全”通讯的新式互连设备，可使网络中的一切超导量子处理器都能直接彼此通讯。他们使用这一设备展现了长途羁绊，为构建大规模、分布式量子核算网络奠定了根底，也为未来的量子互联网供给了要害技术上的支撑。这项研讨3月21日宣布在《天然·物理学》杂志上。

  当时用于衔接超导量子处理器的架构选用“点对点”衔接方法，其网络节点之间屡次传输易导致错误率累积。

  研讨人员此前曾开发了一种量子核算模块，可以双向发送信息光子。此次研讨中，他们进一步将两个这样的模块衔接到波导上，完成了光子的定向发射与高效吸收。

  每个模块由4个量子比特组成，这些量子比特担任与传输光子的波导进行交互，并将信息传递给更大的量子处理器。研讨人员经过一系列微波脉冲，向量子比特注入能量，使其发射带着量子信息的光子。准确操控这些脉冲的相位，可以发生量子干与效应，使光子依照指定方向传达。此外，经过对脉冲进行时刻反演，研讨人员可确保远端模块中的量子比特吸收光子。

  像这样“抛掷”和“接纳”光子，研讨人员能在非本地量子处理器之间创立“量子互连”，以此来完成长途羁绊。即便光子自身现已消失，两个相距甚远的量子比特任旧存在量子相关，使人们能进行并行量子核算操作。

  长途羁绊是开发强壮、分布式量子处理器网络的要害一步。为进步长途羁绊的成功率，研讨人员进行了一项要害立异。他们开发了一种强化学习算法，对光子进行“预失真”处理，尽可能削减其在传输过程中的损耗，来提高吸收功率。终究，他们将光子吸收功率提高60%以上，足以确保终究状况是高保真度的羁绊态。

  该效果不只适用于超导量子体系，其长途羁绊协议原则上可扩展至其他量子核算渠道，为量子互联网开展供给了重要硬件支撑。