陆军研究人员向量子计算室推进温度

陆军研究人员预测量子计算机电路,这些电路不再需要极冷温度来运行,在约十年后可能成为现实

多年以来 固态量子技术运行室温似乎偏僻透明晶体与光学非线性应用最有可能通向这个里程碑,但这种系统的可行性始终存疑。

陆军科学家正式确认此方法有效博士Kurt Jacobs 美国作战能力开发命令军研究实验室Mikkel Heuck教授马萨诸塞理工学院Dirk Englund首次展示由光电和光晶组成量子逻辑门的可行性

未来使用量子技术的设备需要冷却到极冷温度时,开发未来光学电路 以控制量子设备在室温下需要的纠葛

量子技术提供一系列未来计算、通信和遥感进步

为了完成任何任务 传统经典计算机使用完全确定的信息信息存储多位数,每个位数可开或关经典计算机,当输入数比特时,可处理输入产生回答,并同时提供数比特经典计算机一次处理输入

量子计算机以quit存储信息 并发异状态允许量子计算机同时探索多项输入的答案虽然它无法同时输出所有答案,但它可以输出这些答案之间的关系,这使得它比经典计算机更快解决一些问题。

可惜量子系统的主要缺陷之一是 奇异quits状态的脆弱性多数预期量子技术硬件必须保持极冷温度-接近零开尔文-以防止特殊状态通过与计算机环境交互而毁灭

quit与环境中任何其他事物发生的任何交互作用将开始扭曲其量子状态 Jacops说举个例子,如果环境是粒子气体, 保持非常冷使气分子慢移动, 以免它们像量子电路那样崩溃。”

研究者引导各种努力解决这一问题,但尚未找到确定的解决办法。光电流集非线性光学晶体量子计算固态系统室温

Englund说,“电路有点像电路,除非电路操纵光而不是电讯号”。举个例子,我们可以用透明素材制造通道 光子会下游 有点像电讯

与量子系统使用离子或原子存储信息不同,量子系统使用光子可绕过冷温约束光子仍然必须与其他光子交互执行逻辑运算非线性光晶作用

研究者可以工程晶体空洞 并暂时捕捉光子通过这种方法,量子系统可建立两种不同的可能状态,quit可持有:带a的空洞光子和空洞无光quits可形成量子逻辑门,为奇特状态创建框架

换句话说,研究者可以使用不确定状态表示quit逻辑门对二分并举, 并可以制造二分并发扰动自动生成量子计算机,并需要量子方法应用感知

科学家理论用非线性光晶完全依赖猜测-直到此点显示巨大希望的同时,人们仍怀疑这种方法是否甚至可通向实用逻辑门口。

非线性光晶体学应用直到陆军实验室研究人员和麻省理工学院展示一种方法实现量子逻辑门 使用这种方法 固定光电路组件

问题在于,如果人带光子信道,光子带带一定形状的波片量子门操作后 光子波包保持原样非线性扭曲波包问题在于你是否可以把波包装进空洞中,通过非线性互换后再发布光子,以便拥有与启动时相同的波包。”

数子逻辑门设计后,研究人员对门操作进行了多次计算机模拟,以证明从理论上讲它能适当功能研究者说,用这种方法实建量子逻辑门首先需要大幅提高某些光子组件的质量

赫克表示:「基于近十年来所取得的进步,装放波片时不变换 实战实战 以当前实验技术实现

物理审查字母2020年4月20日同行评审论文发布团队发现

引用:Mikkel Heuck、Kurt Jacobs和Dirk R的控件阶段门使用动态并发非线性Englund,2020年4月20日物理审查字母.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.124.160501