A tokiói Egyetem, a Mainzi Johannes Gutenberg Egyetem és az Olomouci Palacký Egyetem kutatói jelentős előrelépést tettek a fotónikus kvantumszámítás területén, egy új megközelítést bemutatva a kvantumszámítógépek építésében. Ez az újdonsült technika nem a hagyományos módszereken alapul, amelyek egyfotonokat használnak fizikai qubitokként, hanem egy lézerrel generált fényimpulzust, amely több fotónból áll. Ezáltal javulnak az hibajavító képességek.
A kutatócsoport áttörést jelentő kutatása, amelyet a Science folyóiratban jelentettek meg, bevezeti a logikai qubit koncepcióját, amelyet egyetlen fényimpulzusban valósítanak meg. A lézerimpulzus kvantumoptikai állapottá történő átalakítása révén a kutatók elértek megerősített hibajavítási képességeket. Ez azt jelenti, hogy a hibákat azonnal ki lehet javítani, kiküszöbölve a különálló fotonok közötti bonyolult interakciók szükségességét.
„Puszta egyetlen fényimpulzusra van szükségünk ahhoz, hogy egy erős logikai qubitért szerezzenek” – magyarázta Peter van Loock professzor a mainzi egyetemen. Ebben az új megközelítésben egy fizikai qubit már egyenértékű egy logikai qubit-tal, ami meglepő és egyedülálló koncepció a kvantumszámításban. Bár a tokiói egyetemen végzett kísérlet nem érte el a szükséges hibatűrési szintet, azt nyilvánvalóan szemlélteti, hogy a nem egyetemesen helyesbíthető qubitokat helyesbíthetővé lehet tenni a legmodernebb kvantumoptikai módszerekkel.
A fotónikus megközelítés számos előnyt kínál más meglévő kvantumszámítási technológiákhoz képest. A szupervezető tömörtest rendszerekkel szemben, amelyek rendkívül alacsony hőmérsékletet igényelnek, a fotónra alapuló rendszerek szobahőmérsékleten működnek. Emellett a fotonok maguktól magas sebességgel működnek, lehetővé téve a gyorsabb számítást. Azonban a kihívás az qubitsz veszteség és egyéb hibák megelőzésében rejlik, amit több egyszerű fotonfényimpulzus logikai qubitokká történő összekapcsolásával lehet elérni.
Bár a működő kvantumszámítógépek fejlesztése továbbra is akadályokkal küzd, mint például a nagyszámú fizikai qubitsz követelménye, ez az innovatív kutatás új lehetőségeket nyit a kvantumszámítás jövője számára. A lézerrel generált fényimpulzusok lehetőségeinek kihasználásával a tudósok egy lépéssel közelebb kerülnek a megbízható és skálázható kvantumszámító rendszerekhez.
Gyakran Ismételt Kérdések (GYIK)
1. Mi az új megközelítés a kvantumszámítógépek építésében?
A kutatók egy lézerrel generált fényimpulzust alkalmazva, amely több fotónból áll, új megközelítést mutattak be a kvantumszámítógépek építésében, fizikai qubitok helyett.
2. Mi az a logikai qubit?
A logikai qubit egy olyan kvantumoptikai állapot megvalósítása, amelyet egyetlen fényimpulzusban valósítanak meg, és amely rendelkezik hibajavító képességekkel.
3. Hogyan érhető el az új megközelítés hibajavítás?
A lézerimpulzus kvantumoptikai állapottá történő átalakítása révén a hibákat azonnal ki lehet javítani, kiküszöbölve a különálló fotonok közötti bonyolult interakciók szükségességét.
4. Milyen előnyökkel jár a fotónikus megközelítés a többi kvantumszámítási technológiához viszonyítva?
A fotónikus megközelítés előnyei közé tartozik az, hogy szobahőmérsékleten működik, és magas sebességgel működik, lehetővé téve a gyorsabb számolást a szupervezető tömörtest rendszerekhez képest. Emellett a több egyszerű fotonfényimpulzusok logikai qubitokká történő összekapcsolásával meg lehet előzni az qubitsz veszteséget és más hibákat.
5. Milyen kihívásokkal néz szembe a fotónikus megközelítés?
A fő kihívás az qubitsz veszteség és egyéb hibák megelőzése. Ennek ellenére az újszerű kutatás új lehetőségeket nyit a megbízható és skálázható kvantumszámító rendszerek előtt.
Kulcsszavak:
– Fotónikus kvantumszámítás: Az a megközelítés a kvantumszámításban, amely a fotonokat qubitszként használja.
– Logikai qubit: Egy kvantumállapot megvalósítása egyetlen fényimpulzusban, hibajavító képességekkel.
– Lézerrel generált fényimpulzus: Egy lézer által generált fényimpulzus, amely több fotónból áll.
Kapcsolódó linkek:
– Tokyoi Egyetem
– Johannes Gutenberg Egyetem, Mainz
– Olomouci Palacký Egyetem
The source of the article is from the blog dk1250.com