資訊來(lái)源:科(kē)技(jì)日(rì)報(bào) http""://digitalpaper.stdaily.com/htt€↓ λp_www.kjrb.com/kjrb/html/2016-04/01✘↓ε♦/content_335331.htm?div=-1
荷蘭的(de)一(yī)個(gè)研究小(x∑γ&iǎo)組找到(dào)了(le)一(yī)種能(néng)夠完全↔β集成在光(guāng)學電(diàn)路(lù)中進行(xíng)光(guāng)學量子(zǐ)計∞↔'(jì)算(suàn)的(de)單光(guāng)★←子(zǐ)源。該發現(xiàn)為(wèi)單光(guāng)子(zǐ)量子(zǐ)計(jì)↑>♥≥算(suàn)的(de)出現(xiàn)鋪平了(le)道(dà≠§o)路(lù)。相(xiàng)關論文(wén)發表在≥≠'最新一(yī)期的(de)《納米快(kuài)報(bào)》雜(záλ♦)志(zhì)上(shàng)。
到(dào)目前為(wèi)止,不(bù)少(shǎo)研究團隊已經能(néng)用(₩↔♥↔yòng)數(shù)個(gè)光(guānβ¥÷g)子(zǐ)在小(xiǎo)規模上(shàng)進行(xíng)光(guāng)學量子(zǐ)計≠"(jì)算(suàn),“線性光(guāng)學量子(zǐ)計(jì)算(suàn)₽← ”的(de)可(kě)行(xíng)性已獲充分(fēn)證明(míng),但(λ≥dàn)單光(guāng)子(zǐ)量子(zǐ)計(jì)算(suà™'∏n)仍然鮮有(yǒu)涉及。
研究人(rén)員(yuán)稱,要(yào☆♦×)打造一(yī)個(gè)高(gāo)效的(de♥")單光(guāng)子(zǐ)量子(zǐ)計(jì)算(suàn)∞™↔系統,面臨的(de)最大(dà)挑戰是(shì)将多(duō±¥)個(gè)此前互不(bù)兼容的(de)組件(jiàn)整合到(dào)一(yī)個(gè)平 λ♣台上(shàng)。這(zhè)些(xiē)組件(jiàn)包括一(yī)個(g✔ è)單光(guāng)子(zǐ)源(例如(rú)量子(zǐ)點)<♥®、路(lù)由設備(例如(rú)波導),以及用(y"">★òng)于操縱光(guāng)子(zǐ)的(de)腔體(t¥εǐ)、過濾器(qì),還(hái)有(yǒu)量子(zǐ)門(mén)裝置和(hé)單光(↓Ω guāng)子(zǐ)探測器(qì)。在新的(de)↓ 研究中,研究人(rén)員(yuán)創造性地(dì)将能(néng)産生(s£§>hēng)量子(zǐ)點的(de)單光(guāng)子(zǐ)嵌入一(yī)段納米導∞ε線內(nèi)并将其封裝在一(yī)個(gè)波導當中。要(yào)實現(xi₽φ±♠àn)這(zhè)一(yī)點,需要(yào)有(yǒu)極高(gāo)的(de)精度&,他(tā)們使用(yòng)了(le)一(yī)種名為(wèi)“納₹ 米機(jī)械手”的(de)部件(jiàn)。一(yī)旦進入波導內(nèi),研究人(ré®'n)員(yuán)就(jiù)能(néng)操縱單光(guā♦•ng)子(zǐ)使其進入特定的(de)光(guāng)學電(diànγ×→)路(lù)。
負責此項研究的(de)荷蘭代爾夫特理(lǐ)工(gōng)大(dà)學的(de)伊曼·艾斯ε邁爾·紮德說(shuō):“我們提出并實現(xiàn)了(le)集成量子(zǐ)光(g↕∑¥♦uāng)學,它能(néng)兼顧高(gāo)品質'♦☆"單光(guāng)子(zǐ)源和(hé)矽基光€(guāng)學的(de)優勢,是(shì)一(yī)種混合解決方案☆↕。此外(wài),與類似研究不(bù)同的(de)是(shì),該技(jì)術(shùλ≠ )是(shì)完全确定的(de),即具備所♦$選屬性的(de)量子(zǐ)源與量子(zǐ)電(diàγn)路(lù)是(shì)一(yī)體(tǐ)的(de)。新方法有(yǒu)望成為(←∞wèi)未來(lái)可(kě)伸縮集成量子(zǐ)光(gu™✘↑☆āng)學電(diàn)路(lù)的(d± e)基礎部件(jiàn)。此外(wài),該平台還(hái)為(wèi")物(wù)理(lǐ)學家(jiā)研究納米尺度以及量子(zǐ)電(diàn)動力學中∏♥光(guāng)與物(wù)質的(de)相(xiàn $g)互作(zuò)用(yòng)提供了(le)一(yī)•₩φα種新工(gōng)具。”
線性光(guāng)學量子(zǐ)計(jì)算(suà♣↕λn)中最重要(yào)的(de)性能(néngππ¶)指标是(shì)單光(guāng)子(zǐ)源與光(guāng)子(zǐ) σσ∏信道(dào)之間(jiān)的(de)耦合效率。低(dī)效率代表光(guāng)子(•≈zǐ)的(de)損失,會(huì)降低(dī)計(ε<jì)算(suàn)機(jī)的(de)可(kě)靠性。目前試驗裝置已經能<₹(néng)夠達到(dào)24%的(de)耦合效率 ©$←,并且經過對(duì)波導設計(jì)和(hé∞÷≤♠)相(xiàng)關材料的(de)優化(huà),這(zhèλσ)一(yī)數(shù)據有(yǒu)望提升到(dào)92%。
除了(le)提高(gāo)耦合效率,研究人(ré≈≠¥n)員(yuán)還(hái)計(jì)劃在芯片上(shàng ÷¶)實現(xiàn)糾纏,以增加光(guāng)子(zǐ)電(diàn)路(l©×®'ù)和(hé)單光(guāng)子(zǐ)檢測器(qì)的(de)複雜(z★≤á)性,最終在芯片上(shàng)集成量子(zǐ)網絡。
總編輯圈點
對(duì)于相(xiàng)互之間(jiān)完全沒交往的(de)量子(z<£≤ ǐ)系統來(lái)說(shuō),光(guān₹♣₽£g)子(zǐ)是(shì)它們進行(xíng)通(tōng★♠£)信的(de)最有(yǒu)前途的(de)候選對(duì)象。盡管在研制(zhì)出實打實的®™♣(de)光(guāng)學量子(zǐ)計(jì)算(s£"φuàn)機(jī)之前,光(guāng)子(zǐ)電(α★©δdiàn)路(lù)首先至少(shǎo)要(yào)在多(du≤♦Ωō)任務效率上(shàng)與其想要(yào)替代的(de)傳統∏λ微(wēi)處理(lǐ)器(qì)持平,但(dàn)如(rú)今一(yī)個(γ™∑gè)可(kě)以集成在光(guāng)學電(diγ>©àn)路(lù)中的(de)單光(guāng)子(zǐ)源的(γβ₽de)出現(xiàn),依然标志(zhì)著(zhe)在構建量子(zǐ)計(jì)算(suàn)機₽✘¶(jī)所面臨的(de)重重困難中,人(rén)類又(yòu)向前邁進了(le)$→一(yī)步。(記者王小(xiǎo)龍)