Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Mikroskopisk trampolin kan bidra til å skape nettverk av kvante datamaskiner

VE CONSTRUCTION (Kan 2019).

Anonim

En mikroskopisk trampolin kan hjelpe ingeniører til å overvinne en stor hindring for kvante datamaskiner, forskere fra University of Colorado Boulder og National Institute of Standards and Technology (NIST) rapport i en ny studie.

annonse


Forskere ved JILA, et felles institutt for CU Boulder og NIST, har utviklet en enhet som bruker en liten tallerken for å absorbere mikrobølgeenergi og sprette den i laserlys - et avgjørende skritt for å sende kvantesignaler over lange avstander.

Graduate student Peter Burns sa at hans lags forskning kunne en dag hjelpe ingeniører til å koble sammen store nettverk av kvante datamaskiner.

"Vi forventer en vekst i kvantemåling og prøver å skape en kobling som vil være nyttig for disse nettverkene, " sa Burns, en av to ledende forfattere av den nye studien.

I løpet av det siste tiåret har flere teknologibedrifter gjort innspill til å designe prototypekvantumchips, som har potensial til å være mye kraftigere enn tradisjonelle datamaskiner. Men å få informasjonen ut av slike sjetonger er en vanskelig feat.

En stor utfordring ligger i oversettelse. Top-of-the-line kvantesjeller som Googles Bristlecone eller Intels Tangle Lake sender ut data i form av fotoner, eller små pakker av lys, som wobble ved mikrobølgefrekvenser. Mye av moderne kommunikasjon er imidlertid avhengig av fiberoptiske kabler som kun kan sende synlig lys.

I en rapport som ble publisert i Nature Physics, rapporterer teamet at zapping en liten tallerken laget av silisiumnitrid med en stråle med mikrobølgefotoner får den til å vibrere og skille ut fotoner fra den andre enden. Men de fotene kaster nå på optiske frekvenser.

Forskerne var i stand til å oppnå det hoppet, hoppe over og hoppe med en effektivitet på 47 prosent, noe som betyr at for hver to mikrobølgefotoner som rammet platen, kom nær en optisk foton ut. Det er en mye bedre ytelse enn andre metoder for å konvertere mikrobølger til lys, for eksempel ved å bruke krystaller eller magneter, sa Burns.

Han la til at det som er veldig imponerende om enheten, er dens stilhet. Selv i de ultrakule laboratoriefasilitetene hvor kvantesjakt lagres, kan spor av varme føre til at lagets trampolin rystes. Det sender igjen overskytende fotoner som forurenser signalet. For å kvitte seg med roten fant forskerne en ny måte å måle den lyden på og trekke den fra lysstrålene.

"Det vi gjør er å måle den støyen på mikrobølge siden av enheten, og det gjør at vi kan skille på den optiske siden mellom signalet og støyen, " sa Burns.

Teamet må ta ned støyen enda mer for at trampolinen blir et praktisk verktøy. Men de potensielle fordelene er store, sa Konrad Lehnert fra JILA og en medforfatter av den nye forskningen.

"Det er klart at vi beveger oss mot en fremtid hvor vi vil ha små prototype kvante datamaskiner, " sa han. "Det vil være en stor fordel hvis vi kan knytte dem sammen."

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av University of Colorado i Boulder . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. AP Higginbotham, PS Burns, MD Urmey, RW Peterson, NS Kampel, BM Brubaker, G. Smith, KW Lehnert, CA Regal. Utnytte elektrooptiske korrelasjoner i en effektiv mekanisk omformer . Naturfysikk, 2018; DOI: 10, 1038 / s41567-018-0210-0