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将来の量子コンピュータは、信頼性の高い動作のために単一光子ソースが使用されることがあります

Published on January 21, 2011 at 6:36 AM

明日の量子コンピュータは、計算を行う必要があるデータを移動するために、光子、または光の粒子を使用することがありますが、光子はで動作するようにトリッキーです。

国立標準技術研究所(NIST)で働く研究者による二つの新しい論文では、これらの長く期待されたデバイスのために光子の信頼性の高い情報源を作成するために近い科学を持ち込んでいる。

ゲーティッド光子源がクリスタルを打つ(明るい緑のスポット、中央)および810nmでの光子のペアに変換される明るい緑色532nmの波長のレーザービームで始まる(ここで偽色の青、それは赤いスペクトルの端にあります)と1550(ここで赤外線、偽色の赤で)。 "青い"光はヘラルドチャネルである、"赤"ビームが開いたり、シャットダウンするga6teのために十分な長さ、それを遅延させる光ファイバ(右)のスプールを通過。

原則として、量子コンピュータは量子力学の奇妙なルールを活用することによって、従来のコンピュータを使用不可能または非現実的な計算を実行できます。これを行うには、彼らは特定の量子状態に操作することができるものを操作する必要があります。光子は、主要な候補の一つです。

新しいNISTの論文アドレス実用的な量子コンピュータに多くの課題の一つ:準備量の光子を生成するデバイスの必要性が、一度に1つだけ、そしてときにのみ、コンピュータのプロセッサは、それらを受信できる状態になります。文字化けしたデータが標準的なコンピュータを混乱させるのと同様に、他の粒子、またはプロセッサが期待されていないときに一緒に量子プロセッサに入る情報有利子光子計算を台無しにすることは、できます。

個別にこれらの粒子を製造するのも方法が理想的ではないため、単一光子源は一部で、ほぼ二十年のためのとらえどころのないされています。 "それは一つの問題を解決すること他人を作成するもぐらたたきのゲームをプレイするようなものだと、"NISTの光技術部門のアランミグダルは述べています。 "あなたができる最善のは、幾分、すべての問題を管理下に置くことです。あなたがそれらを取り除くことはできない。"

チームの最初の論文は、プロセッサがそれを期待しているときに光子が実際に来ていることを確認できるように必要性に対応し、そしてそのどれも最高予期しない表示されません。単一光子源の多くの種類は、光子のペアを作成し、検出器にそれらの一つを送って、そのヒントをプロセッサから第二に、情報ベアリングの光子は、その道を進んでいるという事実に。しかし、検出器は必ずしも正確ではないので、時には彼らの作品をアップガム、プロセッサに"ヘラルド"光子とその双子のジッパーを見逃す。

チームの努力は、イタリアの計測実験室L'イスティトゥーナツィオナー未公表Metrologica(INRIM)からの研究者と共同で、ソースに簡単なゲートを構築することで問題を処理。ヘラルド光子が検出器に到達すると、ゲート第二光子の過去を許し、開きます。 "は、1つを想定するときに光子を取得し、そうでないときに1つを取得しない、"ミグダルは述べています。 "それは明白な解決策だったが、他はずっと前にそれを提案し、我々はそれを構築する最初のものだったそれはよりよい単一光子源を作る。。"

番目の用紙では、NISTのチームは、他の2つの要件に対応する光子源を説明します。量子コンピュータ並列に動く多くのそのようなソースが必要なので、ソースが大量に建設されることができなければならないと確実に動作する、コンピュータが離れて光子を伝えることができるようにと、源は、すべて異なる波長で、複数の個々の光子を作成する必要があります。 。チームは、単に標準のコンピュータチップが構築されてからの材料として数十年にわたってエレクトロニクス業界でよく理解されているシリコン、からこのようなソースを作成する方法を概説します。

"通常、特定の材料は、波長の特定のペアでのみペアを生成することができますが、当社の設計はすべて1つのソースから、同時にレギュラーと異なる波長の数で光子の製造を可能にする、"ミグダルは述べています。 "デザインは、微細加工技術と互換性があるので、この成果はない、研究室の温室での作業だけでプロトタイプのコンピュータの集積回路の一部であるソースを作成するプロセスの最初のステップです。"

ソース: http://www.nist.gov/

Last Update: 22. October 2011 19:29

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