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将来的 Quantum 计算机可能为可靠的运算使用单一光子来源

Published on January 21, 2011 at 6:36 AM

他们需要做计算明天的数量计算机也许使用光光子或者微粒,在数据附近移动,但是光子是不易处理的运作与。

由从事在国家标准技术局 (NIST) 的研究员的二份新的文件带来离创建光子的可靠的来源较近的科学这些长被宣布的设备的。

装门的光子来源从进攻水晶激光的鲜绿色的 532nm 波长开始 (鲜绿色的地点,中心) 和被转换成对在 810nm (错误色的蓝色这里,它是在红色光谱结束时) 和 1550nm 的光子 (在红外线,错误色的红色这里。)。 这条 “蓝色”射线是使者通道,这条 “红色”射线审阅短管轴光纤 (正确) 延迟它太久这个 ga6te 的能开张或关闭。

原则上,数量计算机可能执行使用常规计算机是不可能或不切实际的通过利用量子力学奇怪规律的计算。 要执行此,他们需要起作用可以被操作到特定量子态的事情。 光子是在主导的竞争者中。

新的 NIST 文件对一台实用的数量计算机解决许多挑战之一: 需要对于生产光子以准备好的数量的设备,但是只一次一个,并且,只有当计算机的处理器准备接受他们。 正混淆的数据将混淆一台标准计算机,与其他一起进入数量处理器的信息轴承光子微粒或,当这个加工者不预计时它能破坏计算。

因为导致这些微粒方法单个不是理想的,单一光子来源是逃避在接近二十年,一部分。 “它是象打重击痣比赛,解决一个问题创建其他”,说 NIST 的光学技术部的阿伦 Migdall。 “您能执行的最好是保留所有问题在控制下有些。 您不能摆脱他们”。

小组的第一份文件处理需要肯定光子的确来,当这个加工者期待它,并且什么都没出现意外。 许多单一光子来源创建一个对光子并且发送他们中的一个到探测器,告诫这个处理器对这个情况第二,信息轴承光子在其途中。 但是,因为探测器不是完全地准确的,他们有时错过这位 “使者”光子和其孪生压缩到这个处理器,分泌树液工作。

小组工作成绩,与从意大利计量学实验室 L'Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM) 的研究员合作,通过建立一个简单的门处理了这个问题到这个来源。 当使者光子到达这台探测器时,门开张,允许第二个光子过去。 “您获得光子,当您期待一时,并且您没获得一位当您不时”, Migdall 说。 “它是一个明显的解决方法; 其他从前建议它,我们是编译它的第一部分。 它使唯一光子来源更好”。

在第二份文件, NIST 小组描述一个光子来源解决其他二个需求。 Quantum 计算机将需要平行运作许多这样的来源,因此来源在大数必须能被编译和可靠运行; 并且,以便计算机可能分开告诉光子,来源必须创建多个各自的光子,但是所有在不同的波长。 这个小组概述一个方式创建这样来源在硅外面,由电子工业了解数十年,因为标准计算机芯片被制造的材料。

“特殊材料可能通常地导致在一个特定对的仅对波长,但是我们的设计允许光子的生产在一定数量正常,并且同时明显的波长,所有从一个来源”, Migdall 说。 “由于这个设计是与 microfabrication 技术兼容,此成就是第一步在创建是集成电路的一部分的来源过程中,在这个实验室的温室里运转不仅仅的还原计算机”。

来源: http://www.nist.gov/

Last Update: 11. January 2012 12:08

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