종종 이상해 보이는 양자 세계의 현상은 오랫동안 기술에 사용되어 왔습니다. 예를 들어,
무엇이 문제입니까?
그러나 양자 컴퓨터를 최대한 활용하려면 얽힌 모든 입자가 함께 작동해야 합니다. 우리는 계산의 기본 요소인 큐비트에 대해 이야기하고 있습니다.
광자(입자)가 이에 이상적입니다.스베타. 요점은 그것들이 본질적으로 매우 "강하고" 조작하기 쉽다는 것입니다. 이제 Garching에 있는 Max Planck Institute of Quantum Optics(MPQ)의 연구원들은 양자 컴퓨팅과 같은 실제 작업에 적합한 광자를 만드는 데 더 가까워졌습니다. 과학자들은 특정한 방식으로 높은 효율로 14개의 얽힌 광자를 생성했습니다.
실험은 어땠나요?
새로운 실험의 특징은과학자들은 단일 원자를 사용하여 광자를 방출하고 특정 방식으로 "얽히게"했습니다. 이를 위해 막스 플랑크 연구소(Max Planck Institute) 연구원들은 전자파를 위한 일종의 '반향실'인 광학 공진기의 중앙에 루비듐 원자를 배치했습니다.
광학 테이블에 진공 챔버가 있는 실험 설정. 사진: MPQ
특정 레이저 방사선의 도움으로주파수 그들은 원자의 상태를 정확하게 결정했습니다. 추가 운동량을 사용하여 과학자들은 또한 원자의 양자 상태와 관련된 광자의 방출을 의도적으로 유발했습니다.
실험 중에 과학자들은 이것을 반복했습니다.여러 번 처리합니다. 그 간격에서 원자는 특정 방식, 즉 “회전” 방식으로 조작되었습니다. 이런 식으로 물리학자들은 14개의 빛 입자의 사슬을 만들었고, 이 입자들은 원자의 회전으로 인해 서로 얽혀 원하는 상태가 되었습니다.
현재 14개의 상호 연결된 빛 입자는 지금까지 실험실에서 생성된 얽힌 광자 중 가장 많은 수입니다.
새로운 방법의 두 가지 가능성
그러나 얽힌 광자의 수는 강력한 양자 컴퓨터의 개발에 매우 중요할 뿐만 아니라 생성 방식도 기존 방법과 매우 다릅니다.
"광자 사슬이 생겨난 이후로단일 원자에서 결정론적인 방식으로 생산될 수 있습니다.”라고 과학자들은 새로운 연구에 대한 보도 자료에서 설명합니다. 이는 원칙적으로 각 펄스가 실제로 원하는 특성을 가진 "제자리" 광자를 전달한다는 것을 의미합니다.
지금까지 이러한 입자의 얽힘은 일반적으로특수 비선형 결정에서 발생했습니다. 문제는 빛 입자가 무작위로 생성되어 제어할 수 없다는 것입니다. 결과적으로 이것은 집단적 상호작용에서 결합될 수 있는 입자의 수를 제한합니다.
진공에서 광학 공진기 설치. 단일 루비듐 원자는 홀더 내부의 원뿔형 거울 사이에 갇혀 있습니다. 사진: MPQ
반면에 개발된 방법은새로운 연구를 통해 거의 모든 수의 얽힌 광자를 생성할 수 있게 되었습니다. 게다가 매우 효과적입니다. 이는 향후 실무에 적용할 수 있다는 뜻이다. 따라서 과학자들은 생성된 광자 사슬을 측정하고 효율성이 50%임을 입증했습니다.
원자에서 거의 매초 "버튼 누름"루비듐은 사용 가능한 가벼운 입자를 전달했습니다. 이전 실험에서 과학자들은 이것을 달성할 수 없었습니다. 새로운 작업은 확장 가능한 측정 기반 양자 컴퓨팅에 대한 오랜 장애물을 제거한다고 과학자들은 강조합니다.
다음은 무엇입니까?
이제 MPQ 직원들은 또 다른 문제를 해결하고 싶어합니다.양자 미래의 문제. 예를 들어, 복잡한 계산 작업에는 공동의 광자 소스로 최소한 두 개의 원자가 필요합니다. “우리는 이미 이 문제를 해결하기 위해 노력하고 있습니다.”라고 과학자들은 성명에서 설명했습니다.
막스 플랑크의 협력자들도 다음과 같이 말했습니다.이 기술은 양자 컴퓨팅에만 사용될 수 있는 것이 아닙니다. 예를 들어, 도청으로부터 보호되는 광섬유를 통해 정보를 전송하는 양자 통신에 유용할 것입니다. 산란 및 흡수와 같은 광학 효과로 인해 광섬유의 빛은 전파 중에 "손실"됩니다. 이는 데이터가 전송될 수 있는 거리를 크게 제한합니다.
더 읽어보기 :
지구 크기의 흑점이 2일 동안 10배 성장: 우리를 향하고 있습니다.
이것은 과거 지구의 "쌍둥이"입니다. 독특한 행성 바다가 우리에게서 멀지 않은 곳에서 발견되었습니다.
아인슈타인은 다시 옳았습니다. 반세기 후에 물리학자들은 블랙홀의 안정성을 증명했습니다