Найден способ картирования фотонной квантовой корреляции

Найден способ картирования фотонной квантовой корреляции

Впервые группе исследователей OSA удалось продемонстрировать способ картирования и измерения крупномасштабной фотонной квантовой корреляции с однофотонной чувствительностью. Способность измерять тысячи вариантов корреляции имеет решающее значение для практического применения квантовых вычислений на основе фотонов. Журнал «Optical Society», посвящённый исследованиям сильных воздействий, публикует материал о новой технике измерения, получившей название — корреляция на пространственно отображенном изображении на уровне фотонов (COSPLI). Также отмечается о разработке способа обнаружения сигналов от одиночных фотонов и корреляций на десятках миллионов изображений.

Новая техника сканирования фотонов и корреляций

Технология «COSPLI» обладает потенциалом под универсальные решения для проведения измерений квантовых частиц в крупномасштабных фотонных квантовых компьютерах. Этот уникальный подход также видится полезным для:

  • моделирования,
  • коммуникации,
  • зондирования,
  • однофотонной биомедицинской визуализации.

Технология квантовых вычислений обещает значительные скорости вычислений по сравнению с традиционными компьютерами. Вместо битовых вычислений новые вычисления основаны на кубитах, присутствующих в двух состояниях одновременно и способных взаимодействовать (коррелировать) друг с другом. Поэтому кубиты (фактически — электроны или фотоны), позволяют одновременно выполнять массовые процессы.

Одной из важных задач при разработке квантовых компьютеров является поиск способа измерения и манипулирования тысячами кубитов (обработка крупных массивов). Для методов, основанных на фотонах, количество кубитов допустимо увеличивать без использования значительного количества фотонов путём увеличения количества мод.

Моды закодированы фотонными степенями свободы:

  • поляризацией,
  • частотой,
  • временем,
  • местоположением,

измеренными для каждого фотона. Это позволяет каждому фотону демонстрировать более двух мод (состояний) одновременно. Ранее исследователи использовали такой подход для изготовления крупнейших в мире фотонных чипов, обладающих пространством состояний, эквивалентным тысячам кубитов. Однако включение новых фотонных квантовых чипов в квантовый компьютер требует измерения всех мод и их фотонных корреляций на однофотонном уровне.

Создать фотонный компьютер сложно, но можно

До настоящего времени единственным способом считалось использование одного однофотонного детектора для каждой моды, демонстрируемой каждым фотоном. Для этого потребуются тысячи однофотонных детекторов и около 12 миллионов долларов расходов на один компьютер.

Учёные понимают, что крайне сложно создать практичный более совершенный компьютер, и пока что нет явных определений, какая реализация будет лучшей. Эта работа добавляет немного больше уверенности в том направлении, что квантовый компьютер на основе фотонов может выйти на практический путь реализации.


При помощи информации: OSA


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *