Çin'in yeni atılımı: Aslına uygunluk% 99'u aşıyor, yeni bir kuantum depolama verimliliği rekoru!
Geleneksel bilgisayarlardaki bellek gibi, kuantum bellek bileşenleri de kuantum bilgisayarlar için gereklidir - klasik bilgisayarların sınırlamalarının üstesinden gelmek için kuantum mekaniğini kullanan yeni nesil veri işlemcileri. Kuantum bilgisayarlar, güçlü hesaplama gücü ile temel bilimin sınırlarını aşabilir, yeni ilaçlar yaratabilir, evrenin gizemlerini açıklayabilir veya tahminlerin ve optimizasyon planlarının doğruluğunu artırabilir. Bilgi kübit kullanılarak hesaplandığından, kuantum bilgisayarların geleneksel bilgisayarlardan daha hızlı ve daha güçlü olması bekleniyor. Klasik bilgisayarlardan farklı olarak, kübitler 0 ve 1'i aynı anda olağanüstü durumda temsil edebilir ve optik kuantum bellek, uçan tek foton kuantum durumlarının depolanmasına ve geri alınmasına izin verir.
Bununla birlikte, bu kadar verimli bir kuantum belleğin üretilmesi hala büyük bir zorluktur çünkü mükemmel bir şekilde eşleşen bir foton-madde kuantum arayüzü gerektirir. Aynı zamanda, tek bir fotonun enerjisi çok zayıftır ve başıboş ışık arka planının gürültü okyanusunda kolaylıkla kaybolur. Uzun bir süre boyunca, bu sorunlar kuantum bellek verimliliğini% 50'nin altında tuttu - pratik uygulamalar için kritik olan bir eşik. Şu anda, tarafından Hong Kong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi, Çin Profesör Du Shengwang, Güney Çin Teknoloji Üniversitesi Profesör Zhang Shanchao, Güney Çin Teknoloji Üniversitesi'nden Profesör Yan Hui, Güney Çin Teknoloji Üniversitesi'nden Profesör Zhu Shiliang ve Nanjing Üniversitesi Ortak liderliğindeki araştırma ekibi ilk kez fotonik kuantum belleğin verimliliğini% 85'in üzerine çıkarabilecek bir yöntem keşfetti. Aslına uygunluk% 99'u aşıyor .
- Tek foton kuantum belleğinin deneysel kurulumu ve enerji seviyesi şeması. Resim: Hong Kong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi, Çin
Ekip, milyarlarca rubidyum atomunu tüy benzeri küçük bir alanda hapsederek böyle bir kuantum hafıza yarattı. Lazer ışığı ve manyetik alanlar kullanılarak bu atomlar, mutlak sıfıra yakın (yaklaşık 0.00001 K) soğutulur. Araştırma ekibi ayrıca, fotonları gürültülü arka plan ışığından ayırmanın akıllıca bir yolunu keşfetti. Bu keşif, evrensel bir kuantum bilgisayar hayalini gerçeğe yaklaştırıyor. Bu kuantum depolama cihazı aynı zamanda bir kuantum ağında bir tekrarlayıcı olarak konuşlandırılabilir ve yeni nesil kuantum tabanlı İnternet için temel oluşturabilir. Profesör Du şunları söyledi: Bu çalışmada, uçan bir kübiti tek bir foton polarizasyonu üzerine kodlayıp lazerle soğutulmuş atomlarda saklıyoruz.
Bu çalışmada gösterilen kuantum bellek yalnızca bir kübit işlem için kullanılsa da, gelecekte ortaya çıkan kuantum teknolojileri ve mühendisliği için olanaklar sunar. Bu keşif, Profesör Du'nun Kuantum Bellek Laboratuvarı tarafından 2011 yılında başlatılan bir dizi çalışmanın son sonucu olan, yetkili Nature Photonics dergisinin kapak makalesi olarak yayınlandı. Kuantum bellek, uzun mesafeli kuantum iletişimini ve büyük ölçekli kuantum hesaplamayı gerçekleştirmek için anahtar bir arabirimdir ve uçan fotonların kuantum durumunu depolamak ve geri almak için kullanılır.
Pek çok deneysel program, zayıf tutarlı ışık darbeleri altında yüksek depolama ve erişim verimliliğine sahip olduğunu kanıtlamış olsa da, şimdiye kadar tüm gerçek tek foton kuantum bellek verimlilikleri, pratik uygulamalar için eşik olan% 50'nin çok altındadır. Bu çalışmadaki bellek, lazerle soğutulmuş rubidyum atomlarında dengeli bir çift kanallı elektromanyetik olarak indüklenen şeffaflığa dayanmaktadır ve > % 85, sadakat > % 99. Tek kanallı kuantum bellek için, tek fotonlu zaman dalga biçimlerinin optimize edilmiş depolama ve erişim verimliliği% 90,6 kadar yüksek olabilir. Bu sonuç, fotonik kuantum belleğini kuantum bilgi işlemenin pratik uygulamasına yaklaştırır.
Sol alt köşede [Daha fazla bilgi] Boke Garden uygulamasını indirin
