Quantum Komputer Masa Depan Mei Single Use-Foton Sumber untuk Operasi Handal

Published on January 21, 2011 at 6:36 AM

Komputer kuantum besok mungkin menggunakan foton, atau partikel cahaya, untuk bergerak di sekitar data yang mereka butuhkan untuk membuat perhitungan, namun foton yang rumit untuk bekerja dengan.

Dua makalah baru oleh para peneliti yang bekerja di Institut Nasional Standar dan Teknologi (NIST) telah membawa ilmu lebih dekat untuk menciptakan sumber-sumber terpercaya dari foton untuk panjang ini digembar-gemborkan perangkat.

Sumber foton gated dimulai dengan sinar laser panjang gelombang hijau terang 532nm yang menyerang kristal (spot hijau terang, tengah) dan dikonversi menjadi pasangan foton pada 810nm (berwarna biru palsu di sini, itu pada akhir spektrum merah) dan 1550nm ( dalam merah, inframerah berwarna false disini.). "Biru" balok adalah saluran pemberita, "merah" balok melewati gulungan serat optik (kanan) untuk menunda cukup lama untuk ga6te untuk membuka atau menutup.

Pada prinsipnya, komputer kuantum dapat melakukan perhitungan yang tidak mungkin atau tidak praktis menggunakan komputer konvensional dengan mengambil keuntungan dari aturan aneh mekanika kuantum. Untuk melakukan ini, mereka harus beroperasi pada hal-hal yang dapat dimanipulasi menjadi negara kuantum yang spesifik. Foton adalah salah satu pesaing terkemuka.

Alamat NIST baru makalah salah satu dari banyak tantangan untuk sebuah komputer kuantum praktis: kebutuhan untuk perangkat yang menghasilkan foton dalam jumlah yang siap, tetapi hanya satu pada satu waktu, dan hanya saat prosesor komputer siap untuk menerima mereka. Data Sama seperti kacau akan mengacaukan komputer standar, sebuah foton informasi bantalan yang masuk prosesor kuantum bersama dengan partikel-atau lainnya ketika prosesor tidak mengharapkan itu-dapat merusak perhitungan.

Sumber foton tunggal telah sulit selama hampir dua dekade, sebagian karena tidak ada metode untuk memproduksi partikel-partikel individual sangat ideal. "Ini sedikit seperti bermain permainan yang mendera mol-a-, di mana memecahkan satu masalah lain menciptakan," kata Alan Migdall Divisi Teknologi Optical NIST. "Yang terbaik dapat Anda lakukan adalah menyimpan semua masalah di bawah kontrol agak Anda tidak pernah bisa menyingkirkan mereka.."

Pertama kertas tim memenuhi kebutuhan untuk memastikan bahwa foton memang datang ketika prosesor mengharapkan itu, dan tidak ada yang muncul tak terduga. Banyak jenis sumber foton tunggal membuat sepasang foton dan mengirim satu dari mereka untuk detektor, yang kiat-kiat dari prosesor untuk fakta bahwa, kedua informasi-bantalan foton dalam perjalanan. Tapi karena detektor tidak sepenuhnya akurat, kadang-kadang mereka kehilangan "pemberita" foton-dan ritsleting kembarannya ke dalam prosesor, Cumming atas karya.

Usaha tim, bekerja sama dengan peneliti dari laboratorium metrologi Istituto Nazionale L'Italia di Ricerca Metrologica (INRIM), ditangani masalah dengan membangun sebuah gerbang sederhana menjadi sumber. Ketika sebuah foton pemberita mencapai detektor, pintu gerbang terbuka, memungkinkan masa lalu foton kedua. "Anda mendapatkan foton ketika Anda harapkan satu, dan Anda tidak mendapatkan satu ketika Anda tidak," kata Migdall. "Itu adalah solusi yang jelas, yang lain diusulkan sejak lama, kami hanya yang pertama untuk membangun sumber Itu membuat foton tunggal yang lebih baik.."

Dalam kertas kedua, tim NIST menggambarkan sumber foton untuk mengatasi dua persyaratan lainnya. Quantum komputer akan membutuhkan sumber tersebut yang bekerja secara paralel, sehingga sumber-sumber harus dapat dibangun dalam jumlah besar dan beroperasi dengan andal, dan sehingga komputer dapat memberitahu foton terpisah, sumber harus membuat beberapa individu foton, tapi semua pada panjang gelombang yang berbeda . Tim ini menguraikan cara untuk membuat hanya seperti sumber dari silikon, yang telah dipahami dengan baik oleh industri elektronik selama beberapa dekade sebagai bahan dari mana chip komputer standar yang dibangun.

"Biasanya bahan tertentu dapat menghasilkan pasang hanya dalam sepasang panjang gelombang tertentu, tapi desain kami memungkinkan produksi foton di sejumlah panjang gelombang yang berbeda reguler dan secara bersamaan, semua dari satu sumber," kata Migdall. "Karena desain tersebut kompatibel dengan teknik microfabrication, prestasi ini adalah langkah pertama dalam proses menciptakan sumber-sumber yang merupakan bagian dari sirkuit terpadu, bukan komputer hanya prototipe yang bekerja di rumah kaca laboratorium."

Sumber: http://www.nist.gov/

Last Update: 4. October 2011 23:39

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