Pētnieki no Tokijas Universitātes, Johanesa Gutenberga Universitātes Mainsas filiāles un Palacký Universitātes Olomoucas ir ieguvuši ievērojamu progresu kvantu fotona skaitļošanas jomā, demonstrējot jaunu pieeju kvantu datoru veidošanai. Atšķirībā no tradicionālajām metodēm, kas balstās uz viena fotona izmantošanu kā fiziskā kvanta bita, šī jaunā tehnika izmanto daudzu fotonu veidojošu lāzergenerētu gaismas impulsu, kas piedāvā uzlabojotu kļūdu korekcijas iespēju.
Komandas sasniegumu aprakstošais brīnumainais pētījums, kas publicēts žurnālā “Science”, ievieš jēdzienu par loģisko kvanta bitu, kas īstenots, izmantojot vienu gaismas impulsu. Pārveidojot lāzera impulsu par kvantu optisko stāvokli, pētniekiem izdevies iegūt iedzimtās kļūdu korekcijas spējas. Tas nozīmē, ka kļūdas var tūlīt labot, izslēdzot vajadzību pēc sarežģītām mijiedarbībām starp atsevišķiem fotoniem.
“Vienam spilgtam gaismas impulsam ir nepieciešams, lai iegūtu stabilu loģisko kvanta bitu,” izskaidroja Mainsas Universitātes profesors Pēteris van Lūks. Šajā jaunajā pieejā fiziskais kvanta bits jau ir ekvivalents loģiskajam kvanta bitam, kas pārstāv līdz šim nebijušu un unikālu konceptu kvantu skaitļošanā. Lai arī Tokijas Universitātē veiktais eksperiments neatbilda nepieciešamajam kļūdu panesamības līmenim, tas skaidri demonstrē neuniversāli korektējamo kvantu bitu pārveidošanas potenciālu korektējamiem bitiem, izmantojot mūsdienīgas kvantu optisko metodes.
Salīdzinot ar citām esošajām kvantu skaitļošanas tehnoloģijām, fotona pieeja piedāvā vairākas priekšrocības. Atšķirībā no sūpervadītāju cietvielu sistēmām, kas prasa ārkārtīgi zemu temperatūru, fotonu bāzēti sistēmas darbojas istabas temperatūrā. Turklāt fotoniem ir iedzimtā ātruma priekšrocība, kas ļauj veikt ātrāku skaitļošanu. Taču izaicinājums slēpjas kvantu bitu zudumu un citu kļūdu novēršanā, kas var tikt panākta, savienojot vairākus atsevišķus fotonu gaismas impulsus, lai veidotu loģiskos kvanta bitus.
Lai gan funkcionālu kvantu datoru attīstība joprojām saskaras ar problēmām tādās jomās kā vajadzība pēc liela skaita fizisku kvantu bitu, šis inovatīvais pētījums atklāj jaunas iespējas kvantu skaitļošanas nākotnei. Izmantojot lāzergenerētu gaismas impulsu potenciālu, zinātnieki ir soli līdz uzticamiem un mērogojamajiem kvantu skaitļošanas sistēmām.
Bieži uzdotie jautājumi (BUJ):
1. Kāda ir jaunā pieeja kvantu datoru būvēšanai?
Pētnieki ir demonstrējuši jaunu pieeju kvantu datoru būvēšanai, izmantojot daudzu fotonu veidojošu lāzergenerētu gaismas impulsu, nevis vienu fotonu kā fiziskos kvanta bitus.
2. Kas ir loģiskais kvanta bits?
Loģiskais kvanta bits atsaucas uz kvantu optiskā stāvokļa realizēšanu, izmantojot vienu gaismas impulsu, kas piedāvā iedzimtās kļūdu korekcijas spējas.
3. Kā šī jaunā pieeja panāk kļūdu korekciju?
Pārvēršot lāzera impulsu par kvantu optisko stāvokli, kļūdas var tūlīt koriģēt, izslēdzot vajadzību pēc sarežģītām mijiedarbībām starp atsevišķiem fotoniem.
4. Kādas ir fotona pieejas priekšrocības salīdzinājumā ar citām kvantu skaitļošanas tehnoloģijām?
Fotonu pieeja piedāvā priekšrocības, piemēram, darbam istabas temperatūrā un augstiem ātrumiem, ļaujot veikt ātrāku skaitļošanu salīdzinājumā ar sūpervadītāju cietvielu sistēmām. Tā arī ir potenciāls novērst kvantu bitu zudumus un citus kļūdu veidus, savienojot vairākus atsevišķus fotonu gaismas impulsus, lai veidotu loģiskos kvanta bitus.
5. Ar kādām izaicinājumiem saskaras fotona pieeja?
Galvenais izaicinājums slēpjas kvantu bitu zudumos un citos kļūdu veidos. Neatkarīgi no tā, šie jaunatori atver jaunas iespējas uzticamiem un mērogojamiem kvantu skaitļošanas sistēmām.
Galvenie termini:
– Kvanta fotona skaitļošana: Kvanta skaitļošanas metode, kas izmanto fotonus kā kvanta bitus.
– Loģiskais kvanta bits: Kvanta stāvokļa realizācija ar gaismas impulsu, nodrošinot kļūdu korekcijas spējas.
– Lāzergenerētu gaismas impulss: Lāzera izstarots gaismas impulss, kas sastāv no vairākiem fotoniem.
Saistītās saites:
– Tokijas Universitāte
– Johanesa Gutenberga Universitāte Mainca
– Palacký Universitāte Olomouca
The source of the article is from the blog klikeri.rs