حل بزرگترین چالش های رایانش کوانتومی با «سازه نوری»

اگر چه رایانش کوانتومی تازه در راه‌های ابتدایی است، اما آزمایش‌هایی انجام شد که طی آن‌ها روی محاسبات کوانتومی تعداد بسیار کمی از کیوبیت‌ها اجرا شد. چین و آمریکا در زمینه توسعه رایانه کوانتومی پیشگام هستند. تحقیقات نظری و عملی در این زمینه ادامه دارد و بسیاری از موسسات دولتی و نظامی از تحقیقات در زمینه رایانه‌های کوانتومی چه برای اهداف غیرنظامی و چه برای حمایت از امنیت می‌کنند.

وی می‌گوید: چالش اصلی، جداسازی این عکس از نور لیزر است. طول طول لیزر مشابه عکس است، اما قطب آن کمی متفاوت است و شما می‌توانید از این ویژگی جداسازی عکس‌ها استفاده کنید. سپس تک‌فوتون‌ها را می‌توان در انواع فناوری‌ها، به ویژه در برنامه‌های رایانش کوانتومی دیگر که در آن عکس‌های منفرد می‌توان آن‌ها را قوی‌تر کرد، استفاده کرد.

نقاط کوانتومی که گاهی وسایل مصنوعی نامیده می‌شوند، راه قابل کنترل‌تری برای کشف پدیده‌های کوانتومی ارائه می‌دهند و آن‌ها را برای کار گسیل فوتون‌های منفرد از یک ماده ایده‌آل می‌سازند.

وی افزود: به نظر من ساختن این سازه های نوری بسیار شگفت انگیز هستند. این واقعیتی که اصلاً امکان پذیر نیست این کار وجود دارد و این که ما می‌توانیم فیزیک را در چنین سطحی درک کنم، جذاب و در عین حال گیج کننده است.

به گزارش ایسنا و به نقل از آی‌اییک دانشجوی دکترا یک روش نوآورانه را برای ایجاد بلوک‌های اولیه یک رایانه کوانتومی یا اینترنت در آینده به شیوه‌های کنترل شده ابداع کرده است که راه حلی بالقوه را برای بسیاری از چالش‌های موجود در مسیر این فناوری که مدت‌ها به دنبال آن هستند، ابداع می‌کند.

بخوان  ویدیو/ گیاهان مانند انسانها می‌خوابند؟

جدا کردن فوتون از لیزر چالش برانگیز است، زیرا طول موج آن با لیزر برابر است، اما طبق گفته اشتایندل می‌توان آن را عملی کرد.

اگر رایانه‌های کوانتومی در شناسایی بزرگ ساخته شوند، می‌توانند مسائل را با سرعت بسیار زیاد حل کنند.

این نور در نهایت با الکترونهای نقطه کوانتومی برهم‌کنش می‌کند و اینجاست که همه چیز برای پژوهشگران رایانه کوانتومی جالب می‌شود.

پایان نامه دکترای “پتر اشتایندل” که وی هفته گذشته در دانشگاه “لیدن” آلمان از آن دفاع کرد، روش گیاه را برای تولید فوتون با استفاده از نقاط کوانتومی و ریزحفره‌ها بررسی می‌کند.

پژوهشگران کوانتوم می‌گویند تکنیک‌های موسوم به «سازه نوری» می‌توان از بزرگترین چالش‌های رایانش کوانتومی را حل کند.

انتهای پیام



منبع

رایانه کوانتومی ماشینی است که از پدیده‌ها و قوانین مکانیک کوانتوم مانند برهم نهی و درهم‌تنیدگی برای رایانش می‌کند. رایانه های کوانتومی با رایانه های فعلی که با ترانزیستورها کار می کنند، تفاوت های اساسی دارند. ایده اصلی که در رایانه های کوانتومی نهفته است این است که می توان از ویژگی ها و قوانین فیزیک کوانتوم برای ذخیره سازی و انجام عملیات روی داده ها استفاده کرد. یک مدل تئوریک و انتزاعی از این ماشین‌ها، ماشین تورینگ کوانتومی است که رایانه کوانتومی جهانی نیز نامیده می‌شود.

اشتایندل می‌گوید: ما می‌دانیم که تک‌فوتون‌ها برای امنیت و احراز هویت مفید هستند. برای مثال، می‌توان دو عکس منفرد یکسان را از مکان‌های مختلف به روی یک تقسیم‌کننده ارسال کرد. اگر این فوتون‌ها در حالت تغییریافته برسند یا به طور همزمان نرسند، آن وقت می‌دانید که یک استراق سمع در مسیر وجود دارد.

بخوان  ۸ برنامه اندرویدی خطرناک که باید از تلفن خود حذف کنید

اشتایندل می‌گوید: خیلی ساده است، یک نقطه کوانتومی جزیره کوچک از مواد نیمه‌رساناست. از آنجایی که اندازه آن تنها چند نانومتر است، کوانتومی را درست مانند یک اتم احساس می‌کند.

اشتایندل می‌گوید: لیزر تشدید شده یک الکترون در نقطه کوانتومی را حالت انرژی پایه به حالت بالاتر حرکت می‌کند. زمانی که نقطه کوانتومی به حالت پایه برمی‌گردد، یک فوتون ساطع می‌کند. ریزحفره به راحتی این فوتون را به سمت بقیه هدایت می‌کند.

اشتایندل برای انجام این کار، این «جزیره» نیمه رسا را ​​در یک ریزحفره قرار داد که حفره‌ای به قطر تنها چند نانومتر است، به طوری که تنها به طول موج‌های دقیق اجازه عبور از آن را می‌داد.

اشتایندل گفت: شما می‌توانید این حفره را به صورت دو آینه روبروی هم تصور کنید که نور لیزر بین جابجا می‌شود. نقطه کوانتومی با نور را دوست ندارد، اما حفره نوری احتمال آن را بیشتر می‌کند، زیرا لیزر بارها از نقطه عبور می‌کند.