في الكم عالم الحوسبة التفاعلية حيث كل شيء، من أجل جعل عمل الكمبيوتر، بت (بت والصفر بت تشكل المعلومات الرقمية) يجب أن تكون قادرة على التفاعل مع ونقل البيانات للمعالجة. ينطبق نفس المنطق على تكوين جهاز الكمبيوتر و qubit الكم. ومع ذلك، فإن هذا يطرح تفاعل المشكلة - أي تفاعلات النظام و qubit، كما أنها تميل إلى التفاعل مع البيئة، مما أدى إلى فقدان سريع للطبيعة و qubit الكم. لحل هذه المشكلة، الفن والدكتوراه روفين ايفانز مدرسة الدراسات العليا للعلوم وتحولت لعدم وجود تفاعل الجسيمات المعروفة - الفوتونات.

الديباج بارك - العلوم تعميم: ايفانز ميخائيل لوكين (ميخائيل لوكين) العمل المخبري، لوكين جورج وا سيمو شرايفر رايتر (جورج Vasmer ليفريت) أستاذ الفيزياء، هو الكم علوم وهندسة برنامج (الكم العلوم ومبادرة الهندسة) المشارك. تصميم نظام تفاعل قوي جدا ليس من الصعب، ولكن التفاعل القوي جدا تنتج الضوضاء والتدخل من خلال التفاعل مع البيئة. بحيث يكون لديك لجعل بيئة نظيفة للغاية، وهذا يشكل تحديا كبيرا. نحن في قاعدة مختلفة تماما يعمل باستخدام الفوتونات، كان لديه كل التفاعل الضعيف.

الصورة: دينيس Sukachev

ايفانز وزملاؤه مركز شاغر السيليكون الأول (الشوائب المقياس الذري في الماس) خلقت اثنين من المكدسة، ومن ثم وضعها في تجاويف النانو الكريستال الضوئية، تجاويف من الكريستال الضوئية تعمل مثل وجهين مرآة. فرصة للتفاعل الضوء مع الوقت الذري قد تكون جدا، صغيرة جدا، ولكن بمجرد ارتداد الضوء حول 10،000 مرات، وهذا الوضع يحدث بشكل شبه مؤكد. حتى ذرة واحدة يمكن أن تنبعث الفوتونات، أنه مستبعد ذهابا وإيابا بين المرايا، في مرحلة ما، وآخر ذرة امتصاص الفوتون، ولكن ليس نقل أحادي الاتجاه من الفوتونات. في الواقع الصرف الفوتون بين اثنين من المكدسة عدة مرات، انها مثل انهم يلعبون البطاطا الساخنة، على الرغم من أن مفهوم المكدسة مرت ذهابا وإيابا إلى خلق تفاعل بين المكدسة ليست جديدة، الباحثين في العديد من الأنظمة الأخرى في هذا الإنجاز، ولكن هناك نوعان من العوامل التي تجعل هذه الدراسة الجديدة فريدة من نوعها.

تحسين الرئيسي هو أن استخدام الفوتونات الضوئية تردد تتفاعل بشكل عام ضعيف جدا، والذي هو السبب في أننا استخدام الألياف الضوئية لنقل البيانات - ضوء يمكن أن تنتقل عن طريق الألياف البصرية منذ فترة طويلة، إلى حد كبير لا التوهين. لذلك، ولا سيما منصة، مثيرة لللمسافات طويلة الحوسبة الكمومية أو شبكة الكم. على الرغم من أن النظام يمكن أن يعمل في درجات حرارة منخفضة جدا، مقارنة مع نظام التبريد دقة الليزر المطلوبة والبصرية طريقة الفخاخ ذرات ثابتة، تعقيده هو أصغر من ذلك بكثير. لأن النظام هو مقياس النانو، الذي يفتح إمكانية العديد من الأجهزة قد يتم تعبئتها على شريحة واحدة. على الرغم من أن هذا التفاعل قد نفذت في وقت سابق، ولكن لم تنفذ في مجال بصري أنظمة الحالة الصلبة. تقنيات تصنيع الجهاز مع أشباه الموصلات، فمن السهل أن نتصور استخدام هذه الأدوات يمتد لرقاقة لمزيد من الأجهزة.

الربط: هدف المجهر (نزولا من أعلى الصورة اسطوانة معدنية كبيرة)، وعينة الماس (وسط الصورة تبدو مثل الزجاج لوحة صغيرة)، والألياف البصرية المتصلة العينة (تنبعث الخضراء الضوء على نقطة العينة). الصورة: دينيس Sukachev

ايفانز احتمال اتجاهين رئيسيين للبحث المستقبل. الأسلوب الأول هو تطوير طريقة للتحكم و qubit ويبني مجموعة من البوابات الكم، بحيث يمكن استخدامه كجهاز كمبيوتر الكم إلى وظيفة. اتجاه آخر هو القول، ونحن قادرون على تصنيع هذه الأجهزة، والحصول على المعلومات، تتم قراءة المعلومات من الجهاز ووضعها في الألياف البصرية. لذا، دعونا النظر في كيفية توسيع نطاق وإنشاء شبكة الكم الحقيقية لمسافة نطاق والإنسان. وتصور حل واحد، واستخدام المواد الموجودة، لتأسيس اتصال بين الأجهزة في المختبر أو في الحرم الجامعي، أو ميزة لقطة من أجهزة الجيل القادم من تنفيذ شبكة الكم على نطاق صغير. في نهاية المطاف، يمكن أن يكون هذا البحث تأثير واسع على مستقبل الكمبيوتر. من الكم إلى مراكز الكم الإنترنت البيانات، أي علاقة بين متطلبات الفرعي البصرية، وهذا ما لدينا الوظيفة المثالية بالنسبة للجزء.

الديباج بارك - العلوم العلوم الشعبية | البحوث / من: جامعة هارفارد

إشارة دورية الأدب: "العلم"

دوى: 10.1126 / science.aau4691

الديباج بارك - نقل الفضاء الأميركية والعلوم للملاحة الفضائية