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それらすべてを支配する人。 物理学者は、フォトニック量子コンピューターのアーキテクチャを簡素化しました

現代の 量子コンピューター は非常に複雑なデバイスであり、構築が難しく、スケーリングが難しく、動作に非常に低い温度が必要です。 このため、科学者たちは長い間光量子コンピューターに興味を持ってきました。 光子は情報を簡単に伝達でき、フォトニック量子コンピューターは室温で動作する可能性があります。 しかし、問題は、あなたが個人を扱う方法を知っている間、 量子論理ゲート フォトンの場合ですが、多数のゲートを作成し、複雑な計算を実行できるようにそれらを接続することは大きな課題です。

しかし、光学量子コンピューターはより単純なアーキテクチャーを持つ可能性がある、とスタンフォード大学光学学部の研究者は主張している。 彼らは助けを借りて単一の原子を提案します レーザー 操作することで、量子テレポーテーションの現象の助けを借りて、光子の状態が変化します。 そのような原子はリセットすることができ、いくつかの 量子ゲート 異なる物理ゲートを構築する必要がないように使用できます。これにより、量子コンピューターのアーキテクチャが大幅に簡素化されます。

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このような量子コンピューターを構築したい場合は、何千もの量子コンピューターを使用する必要があります 量子放出源 それらを作成し、互いに区別できないようにして、大きなフォトニック回路に統合します。 一方、私たちのアーキテクチャは少数の非常に単純なコンポーネントを使用しており、マシンのサイズは実行する量子プログラムのサイズに応じて大きくなりません、とスタンフォード大学の物理学者の仕事を説明する論文の筆頭著者である博士課程の学生ベンバートレットは説明します。

新しいアーキテクチャは、XNUMXつの主要なコンポーネントで構成されています。 データを格納するリングは、データのループにすぎません。 グラスファイバー、光子が循環します。 これはメモリチップのように機能し、各フォトンはXNUMXつです。 キュービット を表します。 研究者は、光子をリングから散乱ユニットに向けることで、光子を操作できます。 これはXNUMXつで構成されます 光共振器単一の原子を含みます。 光子は原子と相互作用し、両方が絡み合っています。 その後、光子はリングに戻り、レーザーが原子の状態を変化させます。 光子と絡み合っているため、原子の状態が変化すると、光子の状態も変化します。 原子の状態を測定すると、 光子 調査。 そうすれば、すべてのフォトニック量子ビットを操作するために使用できる1つの原子量子ビットだけが必要になるとバートレット氏は付け加えます。

任意の量子論理ゲートを原子に対する一連の演算にコンパイルできるため、理論的には次のいずれかを実行できます。 量子プログラム たったXNUMXつの原子キュービットでこれを行う。 このようなプログラムの操作は、光子が原子キュービットと相互作用する一連の操作全体で構成されます。