量子计算机最新进展:量子光学芯片电路【im体育】

发布时间:2021-04-15    来源:im体育平台 nbsp;   浏览:25760次
本文摘要:无论是应用于在安全性数据加密,海量数据的超高速计算出来或者所谓的高度简单系统的量子仿真:光学量子计算机都是未来计算机技术的一个期望的源泉。

无论是应用于在安全性数据加密,海量数据的超高速计算出来或者所谓的高度简单系统的量子仿真:光学量子计算机都是未来计算机技术的一个期望的源泉。现在,据在《大自然*光子学(NaturePhotonics)》杂志上的报告,科学家们第一次顺利地将一个原始的量子光学结构放到一个芯片上。这符合了在光学量子计算机中用于光子电路的一个条件。

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  迄今为止研究光量子技术应用于的实验还一般来说声明是在整个实验室空间内展开,卡尔斯鲁厄理工学院的RalphKrupke教授说明说道。然而,如果这项技术想有意义地应用于的话,它必需传输到一个大于的空间内。这项研究的参与者分别来自德国、波兰和俄罗斯,由来自明斯特大学(WestphalianWilhelmUniversityofMnster,WWU)的WolframPernice教授和来自卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的RalphKrupke,ManfredKappes和CarstenRockstuhl领导。

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  科学家首次用于于量子光子电路的光源是由碳做成的类似的碳纳米管。它们的直径比人的头发丝要小100000倍,当其被激光唤起的时候不会收到单个光粒子。光粒子(光子)也被称作光量子。也因此有了量子光学这个名称。

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  碳纳米管需要升空单光子,使得它们沦为光学量子计算机的有吸引力的超小型光源。然而,要将这项激光技术置放一个可拓展的芯片上是一件不更容易的事,物理学家WolframPernice否认。系统的可扩展性,将要元件小型化以便能减少其数量的可能性,是该技术应用于功能强大的计算机以后量子计算机的前提条件。

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  由于现在所研发的芯片上的所有单元都是电启动时的,因此仍然必须额外的激光系统,这是对一般来说的光唤起机制的一个明显的修改。研发一个其上融合有单光子源,探测器,和波导的可拓展的芯片,是研究的一个最重要步骤,RalphKrupke特别强调,他在卡尔斯鲁厄理工学院纳米技术研究所以及达姆施塔特技术大学(DarmstadtTechnicalUniversity)材料科学研究所展开了这项研究。

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由于我们证明了单光子也可以由电唤起碳纳米管来产生,因此我们早已解决了一个迄今为止妨碍了潜在应用于的容许因素。  关于这个理论:科学家研究了电荷流经碳纳米管否不会导致单个光量子的升空。为了这个目的,他们用于碳纳米管来作为单光子源,用超导纳米线作为探测器,还用于了纳米光子学波导。

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一个单光子源和两个探测器分别用一个波导连接起来。然后该结构用液氦展开加热,从而使得我们需要计算出来单个的光量子。

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该芯片由电子束光刻设备制作。  科学家的这项成果是基础性的研究。目前还不确切否和何时不会造成实际的应用于。WolframPernice和第一作者SvetlanaKhasminskaya由德意志研究联合会和亥姆霍兹学会资助,RalphKrupke则由大众基金会资助。

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