Ten, który nimi wszystkimi rządzi. Fizycy uprościli architekturę fotonicznego komputera kwantowego
Nowoczesny Komputer kwantowy to bardzo złożone urządzenia, które są trudne do zbudowania, trudne do skalowania i wymagają do działania ekstremalnie niskich temperatur. Z tego powodu naukowcy od dawna interesują się optycznymi komputerami kwantowymi. Fotony mogą z łatwością przekazywać informacje, a fotoniczny komputer kwantowy może pracować w temperaturze pokojowej. Problem polega jednak na tym, że chociaż wiesz, jak radzić sobie z jednostką Bramki logiki kwantowej dla fotonów, ale stworzenie dużej liczby bramek i połączenie ich w taki sposób, aby można było przeprowadzić złożone obliczenia, jest dużym wyzwaniem.
Jednak optyczny komputer kwantowy może mieć prostszą architekturę, twierdzą naukowcy z Uniwersytetu Stanforda w Optyce. Sugerują pojedynczy atom za pomocą Lasery manipulować, co z kolei – za pomocą zjawiska teleportacji kwantowej – zmienia stan fotonu. Taki atom można zresetować i to w kilku Bramy kwantowe można go wykorzystać, dzięki czemu nie ma potrzeby budowania różnych bramek fizycznych, co z kolei znacznie uprości architekturę komputera kwantowego.
Źródło obrazu: Pixabay / Ci,
Gdybyś chciał zbudować taki komputer kwantowy, musiałbyś użyć tysięcy Źródła emisji kwantowej tworzyć, czynić je nie do odróżnienia od siebie i integrować je w duży obwód fotoniczny. Tymczasem nasza architektura wykorzystuje niewielką liczbę dość prostych komponentów, a rozmiar naszej maszyny nie rośnie wraz z rozmiarem programu kwantowego, który uruchamia, wyjaśnia doktorant Ben Bartlett, główny autor artykułu opisującego pracę fizyków ze Stanforda. .
Nowatorska architektura składa się z dwóch głównych elementów. Pierścień, w którym przechowywane są dane, to po prostu pętla wyjścia Włókno szklane, w którym krążą fotony. Działa jak układ pamięci, w którym każdy foton jest jednym Kubit reprezentuje. Naukowcy mogą manipulować fotonem, kierując go z pierścienia do jednostki rozpraszającej. Składa się z jednego wnęka optycznazawierające pojedynczy atom. Foton oddziałuje z atomem i oba są splątane. Foton następnie wraca do pierścienia, a laser zmienia stan atomu. Ponieważ jest on splątany z fotonem, zmiana stanu atomu prowadzi również do zmiany stanu fotonu. Jeśli mierzysz stan atomu, możesz zmierzyć stan Fotony zbadać. W ten sposób potrzebujemy tylko 1 kubitu atomowego, którego możemy użyć do manipulowania wszystkimi kubitami fotonicznymi, dodaje Bartlett.
Ponieważ dowolną bramkę logiki kwantowej można skompilować w serię operacji na atomie, teoretycznie możliwe byłoby wykonanie dowolnej Program kwantowy zrobić to za pomocą tylko jednego kubitu atomowego. Działanie takiego programu składałoby się z całej serii operacji, w których fotony oddziaływałyby z kubitem atomowym.