دعوة إلى اجتماع
المصدر: نيو جي وون
الصين قدمت مرة أخرى انفراجة تاريخية في مجال الحوسبة الكم! جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين، وفريق بان جيان وى لأول مرة 18 للضوء و qubit التورط في العالم، رقما قياسيا عالميا لكافة النظم الفيزيائية أعدت الدول متشابكا الحد الأقصى. نتائج ذات قيمة كبيرة، يشير إلى أن الصين لا تزال تحتل الصدارة في دراسة العديد من الجسم متشابكا في الساحة الدولية.
أوراق العنوان:
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.260502
USTC، أستاذ بان جيان وى وزملاؤه لو تشاويانغ، ناي يو وانغ شيلين، وما إلى ذلك من الاستقطاب تنظيم ستة الفوتون والمداري مسار الزخم الزاوي ثلاث درجات من الحرية في العالم 18 للمرة الأولى تشابك ضوء و qubit ، رقما قياسيا عالميا لكافة النظم الفيزيائية أعدت الدولة متشابكا الحد الأقصى!
باعتبارها واحدة من طليعة الدولية من فريق البحث معلومات الكم، فريق بان جيان وى بالفعل على النظام، أول من تحقيق الكم خمسة فوتون من الضوء، الفوتونات ستة، ثمانية وأحد عشر الكم ضوء متشابكا الفوتونات، حافظت مرة واحدة في مستوى عالمي رائد، تحقيق 18 التشابك و qubit ضوء ذلك، فإن النتائج يمكن مواصلة تطبيقها على نطاق واسع، ذات الكفاءة العالية وتكنولوجيا المعلومات الكم، تشير البحوث إلى أن الصين تواصل قيادة متعددة الجسم متشابكا في الساحة الدولية.
مجلة أكاديمية دولية رسمية "استعراض للحروف البدنية" نشرت مؤخرا نتائج.
10 الفوتونات المتشابكة كسر رقمه القياسي، كل الخلق المادي للنظام العالمي الجديد من إعداد الدولة متشابكا سجل
إعداد وافر من المكدسة التلاعب متماسك من التشابك والتنمية قابلة تكنولوجيا المعلومات الكم، وبخاصة الكم الحوسبة المؤشرات الأساسية . الكم الحوسبة السرعة حيث بلغ عدد البتات زيادة التورط القابلة للتوجيه تحسنت بشكل كبير. ولكن لتحقيق عدد وافر من المكدسة متشابكا، والحاجة إلى دقة عالية، ومراقبة دقيقة للتفاعل بين كفاءة عالية للدولة الكم من و qubit وإعداد منفصل. في نفس الوقت، ويزيد حيث بلغ عدد المكدسة، بناء يشتغل يجلب الضوضاء، والحديث المتبادل، ويزيد من الخطأ. هذا تصميم نظام الكم، وتجهيز وتنظيم يطالبون، أصبح تطور التحدي الكم التشابك والكم الحوسبة ضخمة.
على مدى السنوات ال 20 الماضية، وعموم جيان وى وزملاؤه قد تؤدي في التورط متعددة الفوتون الدولي والتدخل في تطوير المقاييس، وعلى هذا الأساس لإنشاء التنظيمية درجة طريقة مضاعف حرية الفوتونات. 2015، من خلال تكنولوجيا التحكم الاستقطاب الكم الفوتون والزخم الزاوي المداري اثنين من درجات الحرية والقياس غير المدمرة من فوتون واحد، وعموم جيان وى، لو مجموعة دراسة تشاويانغ لأول مرة درجات متعددة من حرية الكم تحريك تخاطر فوتون واحد والنتائج ذات الصلة هي "العالم المادي" انتخاب معهد الفيزياء أخبار موقع "السنة الدولية للفيزياء انفراجة."
في نهاية عام 2016، فريق بان جيان وى حين تحقيق تشابك 10 بت الكم و 10 المكدسة فائقة التوصيل، تحديث وحافظوا على هذه السجلات العالمية الثانية.
من خلال سنوات من تقنيات البحث، فوتون واحد بان جيان وى فرق بحثية مستقلة درجة عالية من الاستقرار تداخل درجات متعددة من الحرية، لتحقيق الكفاءة العالية واليقين من الدول الكم بين درجات مختلفة من التحولات متماسكة الحرية والدولة المصنعة 18262144 أنواع و qubit القياس في وقت واحد. على هذا الأساس، وفريق البحث تحققت بنجاح التحقق إعداد 18-بت خفيفة للغاية تجارب الكم التشابك والتشابك النقي أكثر صرامة، خلق رقما قياسيا عالميا لجميع النظم الفيزيائية متشابكا إعداد الدولة.
تقنيات محددة: تبين التجارب أن 18 GHZ متشابكا المكدسة
السيطرة الكاملة على درجة من الحرية من عدد وافر من الجسيمات هي عدد وافر من معالجة معلومات أساسية عن قدرة الكم. نحن نستخدم نفس الوقت 6 الفوتونات ثلاث درجات مختلفة من الحرية ، بما في ذلك على المسار، الاستقطاب والزخم الزاوي المداري، 18 المكدسة ثبت غرينبرغر-هورن-Zeilinger (GHZ) تشابك .
وقد طور الباحثون الاستقرار عالية من التداخل، لتشغيل منطق الكم عكسية بين الفوتونات من درجات مختلفة من الحرية، التي هي قريبة من الدقة والكفاءة، يمكن قراءتها في وقت واحد 21818 = 262144 أنواع من النتائج التي تم إنشاؤها دولة و qubit الجمع. قياس حالة الكم الإخلاص 0.708 0.016، كل أثبتت صحيح 18 تشابك من المكدسة .
الشكل (1): وبرامج لخلق والتحقق التجريبي من ستة وثلاثة الفوتون d.o.f و qubit تتكون من 18 دولة GHZ.
الشكل أعلاه يظهر الجهاز التجريبي وبرامج لخلق والتحقق من قبل ستة وثلاثة الفوتون d.o.f و qubit تتكون من 18 دولة GHZ. من بينها،
(A): توليد ستة الفوتون متشابكا الدولة الاستقطاب GHZ . هو الطول الموجي مركز 788nm، مدة نبض 140fs، ومعدل تكرار 80MHz فائق السرعة وتركز الليزر على triborate الليثيوم (LBO) وتحويلها إلى 394nm.
ويركز ضوء الليزر فوق البنفسجية ثلاثة شطيرة تصميم وضوح الشمس غير الخطية، كل وضوح الشمس من - اثنين من سمك 2 مم الباريوم بورات (BBO) تتألف من HWP، لإنتاج ثلاثة أزواج من الفوتونات المتشابكة.
في كل من الانتاج، وسماكة مختلفة واتجاهين الكريستال YVO، لتعويض المكاني والزماني للتأثير الانكسار. ثلاثة أزواج من الفوتونات المتشابكة التي تأسست في اثنين من الاستقطاب شعاع الخائن (PBS)، و توليد ستة الفوتون متشابكا الدول الاستقطاب GHZ .
(B): لكل فرد الفوتون، فإنه يرسل من قبل زوج واحد من برنامج تلفزيوني، وSPP اثنين فوتون واحد المنتجة في ثلاث دول و qubit.
(C): مع مغلقة (خط متقطع) أو فتح (الخط غير منقط) مساحة قياس التداخل و qubit التخلص منها.
(D): قياس الاستقطاب.
يتم تحويلها عن طريق تبادل باب (أقحم من) إلى الاستقطاب OAM، من أجل تحقيق كفاءة عالية، ومزدوجة القناة قراءات OAM: (E).
(F) :( ب) ووسائل صورة (ج) يستخدم في الواقع. عن طريق الترجمة العمودية يمكن أن تنتقل بسهولة بين مفتوحة ومغلقة
(G): مساحة (و) كشف في الوقت الحقيقي والرؤية OAM (ح) القياس.
وسائل صورة (ح) :( ه) ويستخدم في الواقع.
FIG 02:18 و qubit التورط البيانات GHZ التجريبية.
الاستيلاء على أرض مرتفعة "الكم الهيمنة"، والمفتاح هو مستعد التشابك
بسبب القيمة المحتملة لتكنولوجيا المعلومات الكم وأوروبا والولايات المتحدة ودمج بنشاط الجهود البحثية المختلفة والموارد اللازمة لتنفيذ البحوث التعاونية الوطني. من بينها، أعلن الاتحاد الأوروبي عن إطلاق مشروع رائد تكنولوجيا الكم في عام 2016، وتبناه الكونجرس الامريكى يوم 27 يونيو رسميا "الكم خطة العمل الوطنية" (مبادرة الكم الوطنية، NQI)، لضمان أنه لن تتخلف البلدان الأخرى، وتطوير تقنيات الكم.
عمالقة التكنولوجيا العالية أجنبية مثل جوجل ومايكروسوفت، آي بي إم، وأيضا المشاركة القوية للبحوث الحوسبة الكمومية، والتقدم المعلنة في كثير من الأحيان.
خاصة جوجل. جوجل من عام 2014 بدأ الكمبيوتر دراسة الكم على أساس فائقة التوصيل التوصيل. في مارس، أعلنت غوغل عن إطلاق الكمبيوتر الكم 72 و qubit، وتحقيق نسبة الخطأ منخفضة من 1، مايو، وجوجل في "الطبيعة - الفيزياء" نشرت مقالا يصف أخذ العينات من إخراج الكم عشوائي الدائرة قليلا سلسلة (سلاسل بت) المهام، والتي يمكن اعتبار برنامج كمبيوتر الكم "مرحبا العالم". وفي مقال آخر نشر في مجلة ساينس، "فائقة التوصيل و qubit الكم إثبات الهيمنة مخطط" (A مخطط لإثبات التفوق الكم مع فائقة التوصيل المكدسة) في مخطط الكم يصف هيمنة جوجل، وللمرة الأولى أظهرت دليلا على التجربة من حيث المبدأ الإصدار.
ومع ذلك، IBM، وإنتل، وجوجل وغيرها من تنفيذ الكم الكمبيوتر النموذج الأولي للإعلان، هذه لم تشكل المكدسة متشابكا دولة . المنافسة وحدها عدد المكدسة المادية، هذه الميزة هي لا معنى له الكثير على مستوى التطبيق.
وقال ما سبق أيضا تعدد المكدسة أعدت التلاعب متماسك من التشابك وتطوير قابلة تكنولوجيا المعلومات الكم، وبخاصة المؤشر الاساسي للحوسبة الكم. لماذا؟
الكمبيوتر الكلاسيكية من خلال سلسلة من رموز ثنائية 1 و 0 المعلومات المشفرة والتلاعب. المكدسة به الأشياء، وليس هناك فرق في الطبيعة، ولكنها يمكن أن تكون في حالة تراكب 0 و 1. وبعبارة أخرى، عندما نقيس الدولة و qubit، سيكون احتمال معين من 0 أو 1.
من أجل أداء المهام الحسابية في عدد من المكدسة هذا النحو، فإنها يجب أن يكون موجودا باستمرار في حالة تراكب المتبادلة ذات الصلة، أي ما يسمى دولة التماسك الكم. ومتشابكا المكدسة في، تغيير في البتات المتبقية يمكن أن تؤثر على كل من المكدسة. وهكذا، حساب و qubit السلطة القائمة سوف تتجاوز بكثير بت التقليدية.
الكمبيوتر قوة الحوسبة التقليدية يزيد بت الزيادات خطيا، في حين أن كل بت الكم إضافية، وهناك احتمال أن القدرة الحاسوبية من جهاز كمبيوتر الكم وتضاعف (النمو الأسي). هذا هو السبب في أن 5-موقف و 50 و qubit الكم بت ديه كمبيوتر الكم مختلفة.
ومع ذلك، ما يهم حقا هو ليس فقط عدد البتات الكم (وهذا ليس حتى العامل الرئيسي)، ولكن الأداء و qubit جيدة أو سيئة، وعما إذا كانت كفاءة الخوارزمية.
الفوتون خمسة أو ستة الفوتونات، وعشرة إلى 18 فوتونات الضوء الكميات، كان متعدد الجسيمات التورط الرائدة في العالم
كما الكم تقنيات الحوسبة للتلاعب وافر من الجسيمات المتشابكة كانت الأرض المرتفعة، والتركيز على المنافسة الدولية. في نظام الفوتون، استغرق فريق بان جيان وى زمام المبادرة في المجتمع الدولي لتحقيق فوتون 5-6 الفوتونات، ثمانية وأحد عشر الفوتون الفوتونات المتشابكة، فقد حافظت على مستوى عالمي رائد،
في نظام فائقة التوصيل في عام 2015، وجوجل وناسا وجامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا أعلنت تحقيق تسعة بت فائقة التوصيل الكم من التلاعب الدقة. سجل في نهاية عام 2016 من قبل فريق الصيني من العلماء كسر: بان جيان وى تشو شياو بو وانغ هاو هوا البحوث والتنمية المستقلة وغيرها من عينات 10 بت فائقة التوصيل خط الكم، من خلال تطوير عملية التشابك العالمية، حقق نجاحا في ذلك الوقت أكبر عدد في العالم فائقة التوصيل و qubit التشابك و قياس كاملة.
وعلاوة على ذلك، واستخدام فائقة التوصيل فريق دائرة الكم يوضح الخوارزمية نوعية للحل المعادلات الخطية، إثبات جدوى التوازي الكم الحوسبة تسريع حل المعادلات الخطية. نشرت النتائج ذات الصلة أيضا في مجلة دولية موثوقة "استعراض للحروف البدنية".
50 الفوتونات المتشابكة تجعل قدرات الحوسبة محاكاة الكم وراء "تيانخه 2"
3 مايو 2017، أستاذ بان جيان وى وزملاؤه لو تشاويانغ، تشو شياو بو وغيرها من البحوث أستاذ مشترك جامعة تشجيانغ وانغ هاو هوا مجموعة الدراسة، وذلك باستخدام الأداء العام للتنمية المستقلة من أفضل الكم الدولي دوت مصدر فوتون واحد، التي تسيطر عليها الكترونيا عن طريق الكميات الخفيفة للبرمجة الخط، لبناء متعدد الفوتون "بوس أخذ العينات" المهام الكم الحوسبة النموذج.
وقال بان جيان وى كان الأول من نوعه في تاريخ ما بعد الكلاسيكية في وقت مبكر واحد الفوتون الكم محاكاة حاسوبية لتحقيق نهاية المطاف الكم قوة الحوسبة وراء الأساس الكلاسيكي الحوسبة.
العينات التجريبية التخطيطي multiphoton بوزونات. ويضم مجموعة رئيسية أربعة أجزاء رئيسية هي: المصدر-فوتون واحد، محلل المضاعفة (demulitplexer)، وفقدان منخفضة جدا وقياس الفوتون مجموعة الفوتون كاشف.
الكم 2015 الصين مؤتمر الحاسوب الوطني، أصدر بان جيان وى تقرير "الكم الحوسبة والمحاكاة الكم"، وقال إن مثل مراقبة عالية الدقة من تعقيد تطرفا تكنولوجيا الكم، والكم الحالي الحوسبة الأبحاث ما زالت في مرحلة مبكرة من التنمية، مثل الكمبيوتر الكلاسيكية بوصفها وظيفة عالمية الكمبيوتر النجاح في نهاية المطاف من المجتمع العلمي كله غير معروف.
ومع ذلك، فقد أظهرت الدراسات النظرية التي، مقارنة مع الكمبيوتر الكم للأغراض العامة، الكم محاكاة لمثل هذه الدرجة في حل بعض القضايا الرئيسية للكمبيوتر الكم خاص والمتطلبات الفنية والجوانب الأخرى من عدد الكم قليلا ليس كذلك عالية. على سبيل المثال، "بوز عينة" الأسئلة، بمجرد وصولك إلى حوالي 50 الفوتونات هي القوة الحسابية المتشابكة، والكم محاكاة تكون قادرة على تجاوز "تيانخه 2" العملاق .
وقال بان جيان وى التناظرية الكم من قيمة عملية كبيرة، يمكن أن توفر إرشادات هامة للبشرية لتطوير المواد الجديدة والطاقة الجديدة، وتشجيع ورعاية جيل جديد من الثورة التكنولوجية والثورة الصناعية في مجال العلوم المادية من المتوقع أن يحقق انجازا كبيرا في 10-15 سنة.
تحقيق 18 التشابك و qubit الخفيفة، ومما لا شك فيه تتحرك في هذا الاتجاه من خلال اتخاذ خطوة قوية.
