Les Futurs Ordinateurs de Quantum Peuvent Utiliser la Source d'Unique-Photon pour le Fonctionnement Fiable

Published on January 21, 2011 at 6:36 AM

Les ordinateurs de tranche de temps du demain pourraient employer des photons, ou des particules de la lumière, pour déménager autour des données qu'ils doivent effectuer des calculs, mais les photons sont délicats pour fonctionner avec.

Deux papiers neufs par des chercheurs travaillant au National Institute of Standards and Technology (NIST) ont porté la science plus près de produire des sources fiables des photons pour ces dispositifs long-annoncés.

La source Déclenchée de photon commence par le faisceau laser vert clair de la longueur d'onde 532nm qui heurte un cristal (endroit, centre vert clair) et est converti en paires de photons à 810nm (bleu coloré trompeur ici, il est à l'extrémité du spectre rouge) et à 1550nm (en l'infrared, le rouge coloré trompeur ici.). La poutre « bleue » est le tunnel de héraut, la poutre « rouge » passe par un spool de la fibre optique (droite) pour le retarder assez longtemps pour que le ga6te s'ouvre ou pour ferme.

En principe, les ordinateurs de tranche de temps peuvent effectuer les calculs qui sont impossibles ou irréalistes utilisant les ordinateurs conventionnels en tirant profit des règles particulières de la mécanique quantique. Pour faire ceci, ils doivent traiter les choses qui peuvent être manipulées dans les conditions de tranche de temps particulières. Les Photons sont parmi les principaux concurrents.

Les papiers neufs de NIST relèvent un des nombreux défis à un ordinateur pratique de tranche de temps : le besoin de dispositif qui produit des photons en quantité disponible, mais seulement un par un, et seulement quand le compilateur de l'ordinateur est prêt à les recevoir. Juste comme les données déformées confondront un ordinateur normal, un photon d'information-roulement qui entre dans un compilateur de tranche de temps avec autre particule-ou quand le compilateur ne prévoit pas service informatique-peut ruiner un calcul.

La source d'unique-photon a été évasive pendant presque deux décennies, en partie parce qu'aucune méthode de produire ces particules n'est individuellement idéale. « Elle est un peu comme jouer un jeu de battre-un-naevus, où résoudre un problème produit d'autres, » dit Alan Migdall de la Division Technologique Optique du NIST. « Le meilleur que vous pouvez faire est de maintenir toutes les délivrances sous le contrôle en quelque sorte. Vous pouvez ne jamais se débarasser de elles. »

Le premier papier de l'équipe satisfait la nécessité d'être sûr qu'un photon vienne en effet quand le compilateur l'attend, et qu'aucun ne révèle inattendu. Beaucoup de genres de sources d'unique-photon produisent une paire de photons et envoient l'un d'entre eux à un détecteur, qui prévient le compilateur au fait que le deuxième, photon d'information-roulement est sur son chemin. Mais puisque les détecteurs ne sont pas complet précis, parfois ils manquent le « héraut » photon-et son jumeau passe comme un éclair dans le compilateur, s'encrassant vers le haut des travaux.

L'effort d'équipe, en collaboration avec des chercheurs du laboratoire Italien L'Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM) de métrologie, a traité la délivrance en établissant une porte simple dans la source. Quand un photon de héraut atteint le détecteur, la porte s'ouvre, permettant le deuxième photon au delà. « Vous obtenez un photon quand vous attendez un, et vous n'obtenez pas un quand vous ne faites pas, » Migdall dit. « C'était une solution évidente ; d'autres proposés il il y a bien longtemps, nous étions juste premiers pour l'établir. Il rend la source unique de photon meilleure. »

Dans un deuxième papier, l'équipe de NIST décrit une source de photon pour adresser deux autres conditions. Les ordinateurs de Quantum auront besoin de beaucoup de telles sources fonctionnant en parallèle, ainsi les sources doivent pouvoir être établi dans de grands nombres et fonctionner sûrement ; et de sorte que l'ordinateur puisse indiquer les photons à part, les sources doivent produire différents photons multiples, mais tous à différentes longueurs d'onde. L'équipe donne une voie de produire juste une telle source hors du silicium, qui bien-a été compris par l'industrie électronique pendant des décennies car le matériau dont des puces pour ordinateurs normales sont établies.

« Normalement un matériau particulier peut produire seulement des paires dans une paire particulière de longueurs d'onde, mais notre design permet la production des photons à un certain nombre de régulier et des longueurs d'onde distinctes simultanément, tous d'une source, » Migdall dit. « Puisque le design est compatible avec des techniques de microfabrication, cette exécution est la première étape en cours de produire les sources qui font partie de circuits intégrés, pas simplement les ordinateurs de prototype qui fonctionnent en serre chaude du laboratoire. »

Source : http://www.nist.gov/

Last Update: 11. January 2012 12:12

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