Tag Archives: โฟตอน

Ion Teleportation Scheme สามารถปรับขนาดคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้ jumbo jili ทีมนักวิทยาศาสตร์ประกาศในวันนี้ในวารสารScienceว่าในการสาธิตกลศาสตร์ควอนตัมที่แปลกประหลาดครั้งหนึ่งทีมนักวิทยาศาสตร์สามารถเคลื่อนย้ายสถานะควอนตัมของไอออนหนึ่งไปยังอีกสถานะหนึ่งได้ในระยะหนึ่งเมตร แม้ว่าเราจะคุ้นเคยกับการนึกถึงการเคลื่อนย้ายทางไกลในเวอร์ชันStar Trekแต่สิ่งที่นักฟิสิกส์เรียกว่าการเคลื่อนย้ายทางไกลคือการทำแผนที่ที่แน่นอนของคุณลักษณะควอนตัมของอนุภาคหนึ่งไปยังอีกอนุภาคที่อยู่ห่างไกล นั่นสำคัญเพราะคอมพิวเตอร์ควอนตัมในอนาคตและเครือข่ายการเข้ารหัสควอนตัมต้องการวิธีการจัดเก็บข้อมูลและเคลื่อนย้ายข้อมูลบางอย่าง สล็อต ในทศวรรษที่ผ่านมา นักฟิสิกส์ได้แสดงให้เห็นว่าการเคลื่อนย้ายมวลสารเป็นไปได้ด้วยสนามแม่เหล็ก โฟตอน และแม้แต่อะตอม สิ่งที่ทำให้ผลลัพธ์ใหม่นี้ – โดย Christopher Monroe จาก University of Maryland และเพื่อนร่วมงานของเขา – น่าสนใจคือทีมใช้วิธีการแบบไฮบริดที่เกี่ยวข้องกับอะตอมและโฟตอนที่เหมาะกับเครือข่ายข้อมูลควอนตัมและคอมพิวเตอร์ควอนตัม ในทางทฤษฎี มอนโรกล่าวว่า เทคนิคที่พวกเขาคิดค้นสามารถขยายออกไปได้ไกลถึงหลายพันกิโลเมตร แม้ว่าทั้งหมดที่พวกเขาได้แสดงให้เห็นคือหนึ่งเมตรRaymond Laflamme ผู้อำนวยการ Institute for Quantum Computing แห่ง University of … Continue reading →

เครื่องใหม่นำยูทิลิตี้ของคอมพิวเตอร์ควอนตัมมาทดสอบ jumbo jili ภารกิจควอนตัมออปติก: Matthew Broome นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยควีนส์แลนด์เป็นส่วนหนึ่งของหนึ่งในสี่ทีมในการสร้างและทดสอบเครื่องสุ่มตัวอย่างควอนตัมโบซอนนักวิทยาศาสตร์กลุ่มอิสระสี่กลุ่มกล่าวว่าพวกเขาได้สร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมคลาสพิเศษที่สามารถช่วยนักฟิสิกส์พิสูจน์คุณค่าของคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทรงพลังกว่าที่พวกเขาเคยทำงานอยู่ สล็อต ด้วยการคำนวณหลายล้านครั้งพร้อมกัน คอมพิวเตอร์ควอนตัมในอนาคตมีความหวังในการแก้ปัญหาอย่างรวดเร็ว ซึ่งแม้แต่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ดีที่สุดก็ต้องใช้เวลากว่าพันปีในการดำเนินการ แต่ผู้เชี่ยวชาญด้านคอมพิวเตอร์ควอนตัมไม่เชื่อฟังข้อเท็จจริงที่จู้จี้: ไม่มีระบบพื้นฐานใดที่พวกเขาผลิตขึ้นหรือสามารถผลิตได้ในอนาคตอันใกล้นี้มีพลังเพียงพอที่จะพิสูจน์ว่าพวกเขาจะแก้ปัญหาที่ซับซ้อนเหล่านี้ได้เร็วกว่าปกติ คอมพิวเตอร์.“ทำให้เกิดคำถามว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมมีความจำเป็นจริงหรือไม่” แมทธิว บรูมนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยควีนส์แลนด์ ในเมืองบริสเบน ประเทศออสเตรเลีย กล่าว บรูมเป็นส่วนหนึ่งของทีมข้ามชาติที่สร้างระบบที่สามารถถือกุญแจสำคัญในการตอบคำถามนั้น ระบบนี้เรียกว่าเครื่องสุ่มตัวอย่างควอนตัมโบซอน ซึ่งนักทฤษฎี MIT Scott Aaronsonและ Aleksandr Arkhipov ฝันถึงในปี 2010เครื่องสุ่มตัวอย่างควอนตัมโบซอนประกอบด้วยชุดท่อนำคลื่นแบบไขว้กันอย่างง่ายเป็นส่วนใหญ่ ท่อนำคลื่นมีทางเข้ามากเท่ากับทางออก Aaronson และ Arkhipov ตั้งทฤษฎีว่าถ้าคุณฉีดโฟตอน (โบซอน) ที่เหมือนกันจำนวนมากเข้าไปในวงจรโฟโตนิกนี้ การคำนวณจะออกมาได้ยากอย่างเหลือเชื่อ และการคำนวณนั้นยากขึ้นมากกับแต่ละโฟตอนที่คุณเพิ่ม “มันค่อนข้างน่าประหลาดใจที่มันยากอย่างที่เป็นอยู่” บรูมกล่าวเครื่องสุ่มตัวอย่างโบซอนจึงเสนอวิธีการใช้ระบบควอนตัมที่ค่อนข้างง่ายในการแก้ปัญหาที่ยากจะแก้ไขได้มีประสิทธิภาพมากกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไป … Continue reading →

วงจรโฟโตนิกสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม jumbo jili องค์ประกอบพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นคิวบิต qubits สามารถชนิดของอนุภาคใด ๆ ที่มีคุณสมบัติควอนตัมเช่นอิเล็กตรอนหรือโฟตอน เพื่อให้ qubits เหล่านี้ทำงานสำเร็จในคอมพิวเตอร์ควอนตัม พวกเขาจำเป็นต้องโต้ตอบกันในกระบวนการควอนตัมที่เรียกว่าการพัวพัน สล็อต แม้ว่าโฟตอนจะสร้างควิบิตที่ยอดเยี่ยมเนื่องจากความเร็ว พวกมันไม่ชอบมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน หรือสิ่งอื่นใดสำหรับเรื่องนั้น ซึ่งทำให้ยากต่อการพัวพันกับควอนตัมตอนนี้นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแมริแลนด์และสถาบันร่วมควอนตัมสามารถแก้ปัญหานี้ได้ด้วยการพัฒนาทรานซิสเตอร์แบบโฟตอนเดี่ยวตัวแรกโดยใช้ชิปเซมิคอนดักเตอร์ อุปกรณ์ที่เป็นผลลัพธ์นี้ทำให้เกิดปฏิสัมพันธ์ระหว่างโฟตอนกับโฟตอนในอุปกรณ์ที่รวมชิปขนาดกะทัดรัด ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่ขาดหายไปของวงจรควอนตัมโฟตอนแบบบูรณาการในวารสารScienceนักวิจัยอธิบายว่าพวกเขาสร้างทรานซิสเตอร์จากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่เรียกว่าแกลเลียมอาร์เซไนด์ (GaAs) ได้อย่างไร เมมเบรนแบบบางนี้มีความหนาเพียง 160 นาโนเมตร โดยมีรูเล็กๆ เจาะเข้าไปเป็นระยะๆ แต่หลายรูหายไปตรงกลางพวกเขารวมเมมเบรนของเซมิคอนดักเตอร์นี้กับจุดควอนตัมซึ่งในกรณีนี้ทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่แตกต่างกันที่เรียกว่าอินเดียม arsenide (InAs) จุดควอนตัมอยู่ตรงกลางของอาร์เรย์รู อาร์เรย์ของรูก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าคริสตัลโฟโตนิกซึ่งเป็นวัสดุที่สามารถดักแสงโดยใช้กลไกที่เรียกว่าการสะท้อนของแบรกก์ซึ่งแสงสะท้อนไปรอบ ๆ กับดัก ในการออกแบบนี้ จุดควอนตัมไม่ได้ดักจับโฟตอนแต่ช่องดักจับพวกมันสิ่งที่ควอนตัมดอทในการจัดเรียงนี้คือเก็บข้อมูลเกี่ยวกับโฟตอน จุดควอนตัมดักอิเล็กตรอนตัวเดียวภายในซึ่งมีคุณสมบัติการหมุนตามที่Shuo Sunผู้เขียนนำรายงานและนักวิจัยดุษฎีบัณฑิตแห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดซึ่งเป็นนักศึกษาระดับ UMD ในช่วงเวลาที่ทำการวิจัยการหมุนของอิเล็กตรอนถือได้ว่าเป็นคุณสมบัติควอนตัมที่คล้ายคลึงกับการเคลื่อนที่ของยอดปั่น หากไม่มีโฟตอนเข้ามา … Continue reading →

จุดควอนตัมแรก: การพัวพันของอิเล็กตรอน – โฟตอน jumbo jili สองทีมที่แตกต่างกันได้แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่ามีความเป็นไปได้ที่จะสร้างโฟตอนและอิเล็กตรอนที่พันกันโดยใช้จุดควอนตัม ความก้าวหน้านี้อาจช่วยปูทางไปสู่เครือข่ายการสื่อสารควอนตัมที่ใช้งานได้จริง ซึ่งสัญญาว่าจะมีความปลอดภัยมากกว่าเครือข่ายโทรคมนาคมในปัจจุบัน สล็อต Entangling แสงและว่าจะไม่มีอะไรใหม่ – ก็เคยทำมาก่อนในระบบของการติดกับดักไอออนและอะตอมตัวอย่างเช่นเช่นเดียวกับในเพชร แต่จุดควอนตัมซึ่งสามารถทำจากแผ่นแปะวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ขนาดนาโนเมตรเช่น InAs เป็นระบบการสื่อสารที่มีแนวโน้มดี พวกมันก็สามารถใช้สร้างควอนตัมบิตได้เช่นกัน (ในกรณีนี้คือการใช้อิเล็กตรอนหมุน) แต่พวกมันยังมีขนาดค่อนข้างกะทัดรัด คายโฟตอนออกมาในคลิปที่ดี และสามารถสร้างขึ้นจากชิปอิเล็กทรอนิกส์-โฟโตนิกแบบไฮบริดแบบทั่วไปหรือในอนาคตดังนั้นคุณจะสร้างคู่อิเล็กตรอน – โฟตอนที่พันกันได้อย่างไร? ทีมทั้งใช้พื้นฐานเดียวกันการตั้งค่าที่ระบุวิธีการของพวกเขาในคู่ ของเอกสารที่เผยแพร่ในสัปดาห์ที่ผ่านมาในธรรมชาติ เลเซอร์พัลส์สั้นถูกใช้เพื่อกระตุ้นอิเล็กตรอนในจุดควอนตัมให้อยู่ในสถานะพลังงานที่สูงขึ้น เมื่ออิเล็กตรอนคลายตัวจนมีพลังงานต่ำ การหมุนของอิเล็กตรอนก็กลายเป็นการทับซ้อนของสองสถานะ: หมุนขึ้นและหมุนลง (แมวของ à la Schrödinger) กระบวนการนี้ยังส่งผลให้เกิดการปล่อยโฟตอนซึ่งความถี่และโพลาไรเซชันเชื่อมโยงกับอิเล็กตรอน (ทั้งระบบเป็นการทับซ้อนของโฟตอนสีน้ำเงินโพลาไรซ์ในแนวตั้งที่จับคู่กับอิเล็กตรอนแบบหมุนขึ้นและโฟตอนสีแดงที่มีโพลาไรซ์ในแนวนอนด้วย อิเล็กตรอนแบบหมุนลง Sophia Economou จากห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพเรืออธิบายในเอกสารประกอบความเห็น … Continue reading →

เครือข่ายควอนตัมที่ไม่สามารถแฮ็กได้เข้าสู่อวกาศ jumbo jili ความฝันของอินเทอร์เน็ตควอนตัมบนอวกาศและไม่สามารถแฮ็กได้อาจใกล้เคียงกับความเป็นจริงมากขึ้นด้วยการทดลองใหม่กับดาวเทียมจีนและยุโรปควอนตัมฟิสิกส์ทำให้เป็นไปได้เป็นปรากฏการณ์ที่แปลกประหลาดที่รู้จักกันเป็นสิ่งกีดขวาง โดยพื้นฐานแล้ว อนุภาคตั้งแต่สองตัวขึ้นไป เช่น โฟตอน ที่เชื่อมต่อกันหรือ “พันกัน” ในทางทฤษฎี สามารถมีอิทธิพลต่อกันและกันได้ในเวลาเดียวกัน ไม่ว่าพวกมันจะห่างกันแค่ไหนก็ตาม พัวพันเป็นสิ่งจำเป็นต่อการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่เครือข่ายที่จะเชื่อมต่อพวกเขาและชนิดที่มีความซับซ้อนมากที่สุดของควอนตัมการเข้ารหัส -A วิธี unhackable ทฤษฎีของการแลกเปลี่ยนข้อมูล สล็อต ย้อนกลับไปในปี 2012 Pan Jianwei นักฟิสิกส์ควอนตัมที่มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีนที่เหอเฟย และเพื่อนร่วมงานของเขาได้สร้างสถิติระยะทางสำหรับการพัวพันควอนตัม อนุภาคที่ด้านหนึ่งของทะเลสาบชิงไห่ของจีนมีอิทธิพลต่ออนุภาคหนึ่งในอีกฝั่งหนึ่ง ซึ่งอยู่ห่างออกไป 101.8 กิโลเมตร อย่างไรก็ตาม สิ่งกีดขวางสามารถถูกรบกวนได้ง่ายจากการรบกวนจากสิ่งแวดล้อม และความเปราะบางนี้ได้ขัดขวางความพยายามในการบันทึกระยะทางที่ไกลกว่าบนโลกตอนนี้ Pan และเพื่อนร่วมงานของเขาได้สร้างสถิติใหม่สำหรับการพัวพันโดยใช้ดาวเทียมเพื่อเชื่อมต่อไซต์ต่างๆ บนโลกที่แยกจากกันได้ถึง 1,203 กม. ข้อได้เปรียบหลักของวิธีการแบบอิงพื้นที่คือการรบกวนส่วนใหญ่ที่เกิดจากโฟตอนพัวพันนั้นเกิดขึ้นในบรรยากาศ 10 กม. … Continue reading →