Tulevaisuuden kvanttitietokoneista voi käyttää yhden fotonin lähde luotettavan toiminnan

Published on January 21, 2011 at 6:36 AM

Kvanttitietokoneista huomenna voisi käyttää fotonit, tai hiukkasia valon, liikkua tietoja he tarvitsevat tehdä laskelmia, mutta fotonit ovat hankala työskennellä.

Kaksi uutta paperit tutkijat työskentelevät National Institute of Standards and Technology (NIST) ovat tuoneet tiede lähemmäksi luoda luotettavista lähteistä fotonien näiden pitkän julistettiin laitteita.

Gated Photon Source alkaa kirkkaan vihreä 532nm aallonpituuden lasersäteen, joka iskee kristalli (kirkkaan vihreä paikalla, keskellä) ja muunnetaan paria fotonien klo 810nm (väärä väriltään sininen täällä, se on lopussa spektrin punaisella) ja 1550nm ( infrapuna-, vääriä punaisia ​​täällä.). "Sininen" palkki on Herald kanava, "punainen" säde menee läpi kela valokuitu (oikealla) viivyttää sitä riittävän pitkään ga6te avata tai sulkea.

Periaatteessa kvanttitietokoneista voi suorittaa laskutoimituksia, joita on mahdotonta tai epäkäytännöllistä perinteisillä tietokoneita hyödyntämällä erikoinen sääntöjä kvanttimekaniikka. Voit tehdä tämän, heidän täytyy toimia asioita, jotka voidaan manipuloida erityisiin kvanttitilojen. Fotonit ovat johtavia contendereiksi.

Uusi NIST paperit osoite yksi monista haasteista käytännön kvanttitietokoneen: tarve laite, joka tuottaa fotonien valmis määriä, mutta vain yksi kerrallaan, ja vasta kun tietokoneen suoritin on valmis vastaanottamaan niitä. Aivan kuten vääristetty hämmentää tavallisella tietokoneella, informaatiota sisältävien fotoni joka saapuu kvantti-prosessori yhdessä muiden hiukkasia tai jos prosessori ei odota sitä, voi pilata laskelma.

Yhden fotonin lähde on vaikeasti lähes kahden vuosikymmenen ajan, osittain koska ei tapa tuottaa näitä hiukkasia erikseen sopii. "Se on vähän kuin pelaisi peliä kunto-a-mole, jossa ratkaista yksi ongelma luo toiset", sanoo Alan Migdall NIST n Optical Technology Division. "Parasta mitä voi tehdä on pitää kaikki asiat hallinnassa hieman. Et voi koskaan päästä niistä eroon."

Joukkueen ensimmäinen paperi osoitteet on voitava olla varmoja, että fotoni on todellakin tulossa, kun prosessori on odottanut sitä, ja että yksikään näkyvät odottamatonta. Monenlaisia ​​yhden fotonin lähteistä luovat parin fotonit ja lähettää yhden niistä ilmaisin, joka vinkkejä pois prosessorin siihen, että toinen, informaatiota sisältävien fotoni on tulossa. Mutta koska antureita ei täysin tarkka, joskus he kaipaavat "Herald" fotoni-ja Twin vetoketjut osaksi prosessori, liimoitus asti töitä.

Tiimityötä, yhteistyössä tutkijoiden kanssa Italian metrologian laboratorio L'Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM), käsitellään asiaa rakentamalla yksinkertainen portti osaksi lähde. Kun kuuluttaja fotoni saavuttaa ilmaisimen, portti avautuu ja päästää toisen fotonin ohi. "Saat fotonin kun odotat yksi, ja et saat yhden, kun et" Migdall sanoo. "Se oli ilmeinen ratkaisu, toiset ehdotti sitä kauan sitten, olimme juuri ensimmäisten joukossa rakentaa sitä. Se tekee yhden fotonin lähteen paremmin."

Toisessa paperi, NIST joukkue kuvaa fotonin lähteen puhua kahdesta muut vaatimukset. Kvanttitietokoneista tarvitaan useita tällaisia ​​lähteitä työskentelevät rinnakkain, joten käyttöä on voitava rakentaa suuria määriä ja luotettavasti, ja niin, että tietokone voi kertoa fotonit toisistaan, lähteet on luotava useita yksittäisiä fotoneja, mutta kaikki eri aallonpituuksilla . Joukkue hahmotellaan tapa luoda juuri sellaisen lähteen pois piin, joka on hyvin ymmärtäneet elektroniikkateollisuuden vuosikymmeniä mistä aineesta standardin sirujen rakennettu.

"Tavallisesti erityisesti materiaali voidaan tuottaa vain paria tietyn pari aallonpituuksia, mutta muotoilu mahdollistaa tuotannon fotonien useilla säännöllisesti ja eri aallonpituuksilla samanaikaisesti, kaikki samasta paikasta", Migdall sanoo. "Koska suunnittelu on yhteensopiva mikrovalmistuksen tekniikoita, tämä saavutus on ensimmäinen askel prosessissa luoda lähteistä, jotka ovat osa integroituja piirejä, ei vain prototyyppi tietokoneita, jotka toimivat kasvihuone ja lab."

Lähde: http://www.nist.gov/

Last Update: 7. October 2011 05:39

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