MIT提出了新的量子實驗來執行棘手的計算

Published on March 3, 2011 at 6:04 AM

量子計算機利用的物質的怪異屬性,在非常小的尺度的計算機。

許多專家認為,一個成熟的量子計算機可以執行計算,將無可救藥的經典計算機耗時,但到目前為止,量子計算機證明過分地努力建立的。在實驗室中開發的幾個簡單的原型執行這些基本的計算,它有時很難判斷它們是否真的利用量子效應。

分光器是一種裝置,像描繪這裡的,分叉的光束。由麻省理工學院的研究人員提出了一個實驗,依靠分光鏡,將利用量子粒子的奇怪的行為執行的計算方法,是無可救藥的傳統的計算機上的時間消耗。

在計算機械的第43次研討會在理論計算在六月,計算機科學斯科特阿倫森和他的研究生學生亞歷阿爾希波夫副教授協會將目前的一份文件描述一個,如果,將提供強大的證據,量子計算機可以做的實驗事情經典計算機不能。雖然實驗裝置建設將是困難的,它不應被視為很難建立一個全功能的量子計算機。

“特里魯道夫說,如果實驗成功,”它有可能採取我們過去我想叫“量子奇點,”我們做的第一件事情,quantumly,我們不能做一個經典的計算機上,與倫敦帝國學院的量子光學與激光科學,誰沒有參與這項研究的高級研究員。

阿倫森和阿爾希波夫的建議是在羅切斯特大學的物理學家在1987年進行的一項實驗,依靠設備稱為分光鏡,這需要一個傳入的光的光束,並分裂成兩個不同的方向行駛梁的變化。羅徹斯特研究人員證明,如果兩個相同的光粒子 - 光子 - 在完全相同的時間到達分光鏡,他們都將去左邊或右邊,他們不會採取不同的路徑。它的另一個奇怪的量子行為的基本粒子,無視我們的物理直覺。

更多的光!

麻省理工學院的研究人員的實驗將使用的光子數量較大,這將通過分光鏡網絡,並最終罷工光子探測器。探測器的數量將在附近的光子數的平方 - 約 36 6個光子,100 10光子探測器探測器的某處。

對於任何麻省理工學院的實驗運行,就不可能預測多少光子會罷工任何給定的探測器。但在連續運行,統計模式開始建立。在實驗的六光子的版本,例如,它可以開啟,有8%的機會,光子將罷工探測器 1,3,5,7,9和11日,4%的機會,他們會罷工探測器2,4,6,8,10和12,等等,任何探測器可以想像組合。

計算,引人注目的光子的探測器組合的可能性 - 分銷 - 是一個令人難以置信的困難的問題。研究人員的實驗並沒有解決它奪標,但每一個實驗的成功執行需要從解決方案集的一個樣本。阿倫森和阿爾希波夫的論文的主要結果之一是,不僅是計算分配一個 intractably很難的問題,但模擬的採樣。對於一個有100以上,也就是說,光子實驗,它很可能是在世界上的所有計算機的計算能力之外。

實質問題

,那麼,問題是試驗是否可以成功執行。羅切斯特的研究人員進行的兩個光子,但越來越多光子到達的光束分離器的全序列,在正確的時間較為複雜。 “這是具有挑戰性的,技術上,而不是forbiddingly所以,”巴里桑德斯說,卡爾加里大學量子信息科學研究所所長。桑德斯指出,在1987年,當羅切斯特的研究人員進行的初步實驗,他們使用的激光器安裝實驗室表和光子到達分光鏡同時發送不同長度的光纖電纜。但近年來已經看到了光芯片的問世,其中所有的光學元件蝕刻到矽襯底,這使得它更容易控制光子的軌跡。

最大的問題,桑德斯認為,在可預見的足夠的間隔產生單個光子同步到達分光鏡。 “人們已經工作了十年,使偉大的事情,”桑德斯說。 “但是,單光子的火車仍然是一個挑戰。”魯道夫同意。 “目前,辛苦的事情是足夠的單光子到芯片,”他說。但是,他補充說,“我的希望是,在幾年之內,我們將管理建立跨越邊界,我們幾乎可以與經典計算機的實驗。”

桑德斯指出,即使問題就迎刃而解了芯片上的單光子,光子探測器仍然效率低下,可以使他們的測量結果不準確的:在工程中的說法,將有系統的噪聲。但阿倫森說,他與阿爾希波夫明確考慮是否模擬甚至一個嘈雜的光學實驗版本將是一個 intractably很難的問題,為傳統的計算機的問題。雖然他們無法證明它是,阿倫森說,“我們的報紙大多是專門提供證據,答案是肯定的。”他希望無論是從他的研究小組或他人的,證明是即將舉行的。

來源: http://web.mit.edu/

Last Update: 4. October 2011 16:03

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