أمس، أن العلماء الصينيين لتحديث الرقم القياسي العالمي!

قاد الصين للعلوم ولو تشاويانغ بان جيان وى أعلن فريق النجاح سوف يعزز عدد البتات من التورط الكم إلى 18. هم 6 الفرعي على أساس استخدام ثلاث درجات من الفوتونات الحرية، وعرض 18 نظام و qubit تشابك. استضافت تفاصيل النظام التي جمعتها فريق بان جيان وى ومستويات عالية من المجلات الأكاديمية التي نشرت في الجمعية الفيزيائية الأمريكية "استعراض للحروف البدنية" (استعراض للحروف البدنية). وبالإضافة إلى ذلك، وفقا لوقال معهد الصين للعلوم والتكنولوجيا في الصين مسؤول، وكان في استقبال نتائج تقديم رسميا من دوليا مراجعة النظراء، ثلاثة أسابيع فقط).

أكثر "الرهيبة" أن هذا يتم تمريرها إلا من الماضي الرقم القياسي العالمي من سنة ونصف: في نهاية عام 2016، كما أنها أدركت المكدسة الفوتون 10 و 10 من فائق التوصيل و qubit التشابك. في غضون عام وسوف نصف تعزيز عدد المكدسة قد تضاعف ثلاث مرات تقريبا، لا يسعنا إلا التفكير في صناعة أشباه الموصلات، "قانون مور"، الأمر الذي يجعل لنا أيضا نتطلع إلى مواصلة ذلك في عام 2020، وهو عام ونصف العام في وقت لاحق، بت الكم إذا كان عدد سيتم تحديث ذلك مرة أخرى؟

الشكل Shupanjianwei

في نظام الكم و qubit 18 بت كمجموعة شاملة من أنظمة الكم المتشابكة، التي يكون جانبان الابتكار الرئيسي: واحد هو لتعزيز عدد الكم البتات، والثاني هو لقياس نجاح التورط الكم وكفاءة التصميم نظام.

هو مثل لتشفير وفك تشفير نظام المعلومات، وزيادة كبيرة في كمية من بت من المعلومات يمكن أن تعزز نقل الكم 18 و qubit يمكن الحصول على 2 ^ 18 = 262،144 أنواع من مجموعات مختلفة من حالات التراكب الكمومي. رطة كفاءة الحصول على نظام القياس وقادرة على تحسين كفاءة ودقة المعلومات، وصلت الإخلاص للدولة الكم من النظام 0.708 0.016. كل هذا سيساهم في تطوير تكنولوجيا المعلومات الكم على نطاق واسع.

الكم التشابك، الوحدة الأساسية للحوسبة والتخزين هو بت الكم، ونحن الآن استخدام نفس بت الإلكترونية إلى "0" ومختلفة من "1" إلى تخزين المعلومات المشفرة. ولكن ليس نفس و qubit، فإنه يأخذ يسمى "الدولة مكدسة" لتخزين المعلومات في شكل حالته لم تعد بسيطة "0" أو "1" ولكن "0" و "1" أوزان مختلفة قد تراكب، مثل القط شرودنجر الشهير، قد يكون الذين يعيشون الميت، أوندد أو قد لا يعيش.

ويمكن القول، لزيادة عدد البتات من البتات الكم، فإنه من شأنه أن يعزز قدرة الطاقة الحوسبة والتخزين للنظام بأكمله. هذا هو السبب في بلدان علماء الكم هي الأسباب متابعة و qubit أرقام.

على وجه التحديد، ونظام الكم و qubit 18 بت 6 تؤخذ كأساس لأنظمة الضوئية، واستخدام ثلاث درجات من حرية كل فوتون: المسار (الطريق)، والاستقطاب (الاستقطاب) والزخم الزاوي المداري (وOAM)، ويمتد ل 18 المكدسة، ويشار إلى هذا النهج أيضا باسم "التشابك الكمي عظمى."

على الرغم من أن دراسات سابقة اتخذت في الغالب إلى زيادة عدد الفوتونات أو الأيونات لزيادة عدد البتات الكم، ولكن مع تعدد درجات الحرية يمكن أن تتحسن أكثر كفاءة توسيع عدد المكدسة. وعلاوة على ذلك، وهذا استخدام عدد أقل من الجسيمات (الفوتونات) في نفس العدد من البتات الكمومية، وبالتالي زيادة استقرار النظام بأكمله. تتطلب بعض كمية كبيرة من حساب والكم تقنيات تخزين المعلومات سوف تستفيد أيضا، مثل الكم بالغة الكثافة الترميز، وتبسيط التكنولوجيا الكم بوابة المنطق ومتعددة DOF-واحدة نقل التكنولوجيا الفوتون.

E وإلى الشكل أعلاه، يمكننا أن نرى رسم بياني مبسط للنظام و qubit 18 الكم كله، حيث a و b المشفرة جزء الكم التشابك، الجزء قياس CDE المقابلة.

مدخل، مجموعة من الطول الموجي من 788 نانومتر، ومدة النبضة 120 خ م، تردد تكرار 76MHZ بواسطة الليزر فائق السرعة الليثيوم triborate (LBO) مرشح مزدوج اللون (مزدوج اللون فلتر) في ضوء 394nm. ثم استمر هذا الشعاع من قبل اثنين من - الباريوم بورات (BBO) وصفيحة نصف موجة (في HWP) ساندويتش تكوين الكريستال غير الخطية، لإنتاج ثلاثة أزواج من الفوتونات المتشابكة، في 1-6 هو مبين في الشكل.

وفي وقت لاحق، كل فوتون من خلال وضوح الشمس يتم تصحيح YVO4 سمك واتجاهات مختلفة ومساحة المرحلة، ثم يمر من خلال الاستقطاب الترميز PBS، PBS الترميز المسار (استقطاب شعاع الخائن) والزخم الزاوي المداري ترميز SPP، يتم الحصول في نهاية المطاف لديه ثلاث درجات من حرية الدولة الفوتون الكم واحدة.

والجزء قياس مثل قسم نظام مرآة الترميز بالتتابع فك يتم الحصول على المعلومات. الكم تشابك الواقع، فإن عملية فك مثل الجلوس في بلدك، تعرف، ولدت حفيدها عبر المحيط الأطلسي، ولكن العديد من ابنك، الذي لا يعرف ولادة المفاجئ للطفل، ثم يمكنك فقط من تجد بعض القرائن على حفيد الصورة، يستنتج المعلومات العامة، على سبيل المثال، اتضح أن يكون الابن الثالث من مواليد الخامس. ولكن إذا مفصولة 18 أجيال من ذلك؟ هذا الاشتقاق قد طويلة، فإن المعلومات التي تم الحصول عليها أن يكون 2 ^ 8 = 262،144 أنواع من ولايات مختلفة، وكمية هائلة من البيانات، الأمر الذي يتطلب أيضا الإخلاص والكفاءة العالية لنظام القياس.

يستخدم 18 نظام و qubit الكم ما مجموعه 48 كشف عن فوتون واحد، فمن الممكن لقياس الوقت نفسه 262،144 أنواع من مجموعات، وصلت أخيرا الإخلاص للدولة الكم من 0.708 0.016. ويعتقد عموما أن التورط نظام متعدد الجسيمات، والإخلاص للدولة الكم من 0.5 كافية لتشابك الكم فعالة.

باختصار، الفريق بان جيان وى لخلق الكم 18 و qubit متشابكا أنظمة الكم لم يخلق سوى الرقم القياسي العالمي لعدد البتات، ولكن أيضا خلق متعددة الدرجات من الحرية في استخدام العديد من الجسيمات عدد الكم البتات من الأفكار المبتكرة.

خريطة | مركز أبحاث توماس J.Watson في نيويورك YorktownHeights الجديد سيتم وضع الحوسبة IBM الكم مركز الحاسوب الكمومي في حاويات المبردة كبيرة (أقصى اليمين)، يسمح لهم أن تبرد إلى قرب درجة حرارة الصفر المطلق

هذه النتائج في الولايات المتحدة وأوروبا بنشاط دمج الجهود البحثية المختلفة والموارد اللازمة لتنفيذ البحوث التعاونية وطني لحظة، تطوير الصين للتكنولوجيا الكم لديها أعمق قوله تعالى: الاتحاد الأوروبي في عام 2016 عن إطلاق مشروع رائد تكنولوجيا الكم، و أيضا في الآونة الأخيرة اعتمد الكونغرس رسميا "خطة وطنية للعمل الكم"، مثل جوجل، ومايكروسوفت، آي بي إم وغيرها من شركات التكنولوجيا الفائقة كبيرة منذ فترة طويلة استثمار قوي في مجال البحوث الكم الحوسبة ...... هذه المرة، والصين ليست بعيدة وراء. كما الكم الفيزيائي كريستوفر مونرو من جامعة ميريلاند، كلية بارك، وقال: "سيكون هناك دائما بضع مرات في السنة، صدمت عندما قرأت لهم (فريق بان جيان وى) ماذا يفعلون".

إشارة:

وانغ X L، لوه Y H، L هوانغ H، وآخرون. رطة 18 و qubit مع ثلاث درجات الفوتون الحرية. 2018.

باريرو J T، انجفورد N K، بيترز N A، وآخرون جيل من أزواج الفوتون hyperentangled .. استعراض للحروف البدنية، 2005، 95 (26) :. 260501.

.. قاو W B، C لو Y، X ياو C، وآخرون التجريبية مظاهرة من فرط متشابكا عشرة و qubit شرودنغر الدولة القط الطبيعة الفيزياء، 2008، 6 (5): 331-335.