Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD

Zukünftige Quantums-Computer Verwenden möglicherweise Einzel-Photon Quelle für Zuverlässige Operation

Published on January 21, 2011 at 6:36 AM

Die Quantumscomputer des Morgens verwendeten Photonen oder Partikel der Leuchte, um sich um die Daten zu bewegen, die sie Berechnungen machen müssen, aber Photonen sind heikel, mit zu arbeiten.

Zwei neue Papiere durch die Forscher, die am National Institute of Standards and Technology (NIST) arbeiten haben Wissenschaft näher an dem Erstellen von verlässlichen Quellen von Photonen für diese lang-angekündigten Einheiten geholt.

Mit Einem Gatter Versehene Photonquelle beginnt mit der hellgrünen Laserstrahl Wellenlänge 532nm, die einen Kristall (hellgrüne Stelle, Mitte) schlägt und in Paare Photonen an 810nm (falsches farbiges Blau hier, ist es am Ende des roten Spektrums) und an 1550nm konvertiert wird (im Infrarot, im falschen farbigen Rot hier.). Der „blaue“ Träger ist der Verkünderkanal, läuft der „rote“ Träger eine Spule der Glasfaser (recht) durch sie lang genug zu verzögern, damit das ga6te sich öffnet oder schließt.

Prinzipiell können Quantumscomputer Berechnungen durchführen, die unmöglich oder unter Verwendung der herkömmlichen Computer nicht durchführbar sind, indem man die eigenartigen Regeln der Quantenmechanik nutzt. Um dies zu tun, müssen sie Sachen ein laufen lassen die in spezifische Quantumszustände manipuliert werden können. Photonen gehören zu den führenden Kämpfern.

Die neuen NIST-Papiere sprechen eine der vielen Herausforderungen an einen praktischen Quantumscomputer an: der Bedarf an einer Einheit, die Photonen in den betriebsbereiten Mengen produziert, aber nur einzeln und nur wenn der Prozessor des Computers betriebsbereit ist, sie zu empfangen. Gerade da verstümmelte Daten einen Standardcomputer verwirren, es-kann ein Informationpeilung Photon, das einen Quantumsprozessor zusammen mit anderem kommt, Partikel-oder, wenn der Prozessor nicht erwartet, eine Berechnung ruinieren.

Die Einzelphoton Quelle ist für fast zwei Jahrzehnte, im Teil ausweichend gewesen, weil keine Methode des Produzierens dieser Partikel einzeln ideal ist. „Sie ist ein bisschen wie das Spielen eines Spiels der Schlag-einmole, in der das Lösen von einem Problem andere erstellt,“ sagt Alan Migdall Optischer Abteilung Technik NIST. „Das Beste, das Sie tun können, ist, alle Punkte unter Regelung ein wenig zu halten. Sie können sie nie loswerden.“

Das erste Papier des Teams spricht den Bedarf an, sicher zu sein, dass ein Photon tatsächlich kommt, wenn der Prozessor es erwartet, und dass keine sich unerwartetes zeigen. Viele Arten Einzelphoton Quellen stellen ein Paar Photonen her und schicken eine von ihnen zu einem Detektor, den weg den Prozessor zur Tatsache dass das zweite spitzt, Informationpeilung Photon ist auf seiner Methode. Aber, da Detektoren nicht vollständig genau sind, manchmal verfehlen sie den „Verkünder“ Photon-und sein Zwilling zip in den Prozessor und gummiert herauf die Arbeiten.

Die Teambemühung, gemeinsam mit Forschern vom Italienischen Metrologielabor L'Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM), handhabte den Punkt, indem sie ein einfaches Tor in die Quelle aufbaute. Wenn ein Verkünderphoton den Detektor erreicht, öffnet sich das Tor und vorüber erlaubt das zweite Photon. „Sie erhalten ein Photon, wenn Sie ein erwarten, und Sie erhalten keinen, wenn Sie nicht tun,“ Migdall sagen. „Es war eine offensichtliche Lösung; andere schlugen es vor langer Zeit, wir waren gerade die ersten vor, zum es aufzubauen. Es macht die einzelne Photonquelle besser.“

Sofort beschreibt Papier, das NIST-Team eine Photonquelle, um zwei andere Anforderungen anzusprechen. Quantums-Computer benötigen viele solchen Quellen, die parallel arbeiten, also müssen Quellen in der Lage sein, in den großen Zahlen aufgebaut zu werden und zuverlässig funktionieren; und damit der Computer die Photonen auseinander mitteilen kann, müssen die Quellen mehrfache einzelne Photonen, aber alle an den verschiedenen Wellenlängen erstellen. Das Team umreißt eine Methode, gerade solch eine Quelle aus Silikon heraus zu erstellen, das durch die Elektronikindustrie für Jahrzehnte da das Material gut-verstanden worden ist, von dem Standardcomputerchips aufgebaut werden.

„Gewöhnlich kann ein bestimmtes Material nur Paare in einem spezifischen Paar Wellenlängen produzieren, aber unsere Auslegung erlaubt Produktion von Photonen an einigem regelmäßigem und eindeutige Wellenlängen gleichzeitig, alle von einer Quelle,“ sagt Migdall. „Weil die Auslegung mit microfabrication Techniken kompatibel ist, ist diese Durchführung der erste Schritt bei dem Erstellen von Quellen, die ein Teil integrierte Schaltungen sind, nicht gerade Prototypcomputer, die bearbeiten im Treibhaus des Labors.“

Quelle: http://www.nist.gov/

Last Update: 11. January 2012 12:14

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit