מחשבים קוונטיים עתידיים מאי השתמש פוטון יחיד מקור עבור פעולה אמינה

Published on January 21, 2011 at 6:36 AM

מחשבים קוונטיים של מחר עלול להשתמש פוטונים, או חלקיקים של אור, לנוע את הנתונים שהם צריכים לעשות חישובים, אבל הם פוטונים מסובך לעבוד איתו.

שני מאמרים חדשים על ידי חוקרים העובדים במכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה (NIST) הביאו המדע קרוב יותר ליצירת מקורות מהימנים של פוטונים אלה ארוכי בישרו התקנים.

מקור פוטון מגודרת מתחיל עם קרן ירוק בהיר 532nm אורך גל לייזר שביתות גביש (כתם ירוק בהיר, במרכז) מומר זוגות של פוטונים על 810nm (בכחול שקר כאן, זה בסופו של ספקטרום אדום) 1550nm ( אדום, אינפרא אדום צבעוניות שקרית כאן.). קרן "כחול" הוא הערוץ לבשר, את קרן "אדום" עובר דרך סליל של סיבים אופטיים (מימין) לעכב אותה מספיק זמן בשביל ga6te כדי לפתוח או לסגור.

באופן עקרוני, מחשבים קוונטיים יכולים לבצע חישובים, כי הם בלתי אפשרי או לא מעשי להשתמש במחשבים רגילים על ידי ניצול של הכללים מוזר של מכניקת הקוונטים. כדי לעשות זאת, הם צריכים לפעול על דברים שניתן לטפל ספציפית לתוך מצבים קוונטיים. פוטונים הם בין המתמודדים המובילים.

הכתובת החדשה NIST ניירות אחד האתגרים רבים מחשב קוונטי מעשי: הצורך עבור מכשיר שמייצר פוטונים בכמויות מוכן, אבל רק אחד בכל פעם, ורק כאשר המעבד של המחשב הוא מוכן לקבל אותם. נתונים רק מסולף כפי יבלבל מחשב רגיל, פוטון מידע נושאות שנכנס מעבד קוונטי יחד עם חלקיקים או אחרים כאשר המעבד לא ציפיתי לזה, יכול להרוס חישוב.

מקור פוטון יחיד כבר חמקמק במשך כמעט שני עשורים, בין השאר משום שאין שיטה של ​​ייצור חלקיקים אלה בנפרד הוא אידיאלי. "זה קצת כמו משחק של חפרפרת מהלומה-a-, שבו לפתרון בעיה אחת יוצרת אחרים," אומר אלן Migdall אגף טכנולוגיה אופטית של NIST. "הדבר הטוב ביותר שאתה יכול לעשות הוא לשמור את כל הנושאים תחת שליטה מסוימת. אתה לא יכול להיפטר מהם".

העיתון הראשון של צוות מטפל צריך להיות בטוח פוטון הוא אכן מגיע כאשר המעבד הוא מצפה לכך, ואף להראות כי לא צפוי למעלה. סוגים רבים של פוטון יחיד מקורות ליצור זוג פוטונים ולשלוח אחד מהם גלאי, אשר עצות מעבד את העובדה השנייה, מידע נושאות פוטון נמצאת בדרכה. אבל מאז גלאי אינם מדויקים לחלוטין, לפעמים הם מחמיצים את "המבשר" פוטון ו רוכסנים התאומה שלה לתוך המעבד, gumming את העבודות.

מאמץ קבוצתי, בשיתוף עם חוקרים מן המעבדה המטרולוגיה האיטלקי L'Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM), מטופל הנושא על ידי בניית השער פשוט למקור. כאשר פוטון מבשרים מגיע גלאי, השער נפתח, המאפשר פוטון העבר השני. "אתה מקבל פוטון כאשר אתה מצפה אחד, אתה לא מקבל אחד כשאתה לא", Migdall אומר. "זה היה הפתרון הברור, אחרים הציעו את זה מזמן, היינו רק הראשונים כדי לבנות את זה זה עושה את מקור פוטון יחיד טוב יותר.."

במאמר השני, צוות NIST מתאר מקור פוטון לכתובת שתי דרישות אחרות. מחשבים קוונטיים יהיה צורך במקורות רבים כאלה הפועלים במקביל, ולכן מקורות חייב להיות מסוגל להיבנות במספרים גדולים לפעול באופן אמין, כך שהמחשב יכול להגיד את הפוטונים מזה, יש ליצור מקורות פוטונים בודדים מרובים, אבל כל באורכי גל שונים . הצוות מתאר דרך ליצור כזה בדיוק מקור מתוך סיליקון, אשר כבר הבינו היטב על ידי תעשיית האלקטרוניקה במשך עשרות שנים כחומר שממנו שבבי מחשב סטנדרטיים בנויים.

"בדרך כלל חומר מסוים יכול לייצר זוגות בלבד זוג מסוים של אורכי גל, אבל העיצוב שלנו מאפשר ייצור של פוטונים במספר אורכי גל קבוע וברור בו זמנית, כל ממקור אחד," Migdall אומר. "כי העיצוב הוא תואם עם טכניקות microfabrication, הישג זה הוא הצעד הראשון בתהליך של יצירת מקורות שהן חלק של מעגלים משולבים, לא רק מחשבים אבטיפוס כי העבודה בתוך החממה של המעבדה".

מקור: http://www.nist.gov/

Last Update: 20. October 2011 22:38

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