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利用硅制造技术构建量子光电路

更新时间:2021-10-13 14:04:58

导读 布里斯托大学科学家的一项新研究使我们能够利用硅制造技术在芯片上构建复杂的量子光学电路,从而释放了量子计算的革命性潜力,迈出了重要的

布里斯托大学科学家的一项新研究使我们能够利用硅制造技术在芯片上构建复杂的量子光学电路,从而释放了量子计算的革命性潜力,迈出了重要的一步。

量子计算机为解决即使在最先进的经典超级计算机上也难以解决的问题提供了一种令人兴奋的新方法。

然而,事实证明,在实验室建造量子计算机是非常具有挑战性的。

该大学QET实验室的研究人员正在利用单粒子光子构建一条处理信息量子位的光路。

使用电子工业最初开发的相同材料和制造设备,QET实验室在硅芯片上演示了高度复杂的电路,可以精确处理少量光子量子位。他们的发现发表在《光学快报》。

虽然电路可以做得几乎任意大,但证明了很难同时产生许多完美且相同的光子来处理大量的量子信息。

由加里辛克莱(Gary Sinclair)博士和伊马德法鲁克(Imad Faruque)博士领导的研究团队着手研究是否可以在单个硅芯片上制造多个平行光源,以产生完美且完全相同的单个光子。

Imad Faruque博士说:“我们第一次证明,我们可以在同一个硅片上从两个平行光源产生近乎完美的单个光子。

“为了证明这一点,我们从各种来源获得了光子,并进行了“量子干涉”实验:光子质量的最终测试。”

结果表明,使用目前的技术,在多个光源中并行产生的光子的同一性可以达到92%,并且应该有可能通过使用最新的方法进一步改善这一点。

博士加里辛克莱(Gary Sinclair)补充道:“如果我们想将目前实验室中的原理验证实验扩大到足够大的规模,使其成为一种实用的计算工具,那么并行产生许多相同的单个光子是非常重要的。

“我们的实验第一次被证明是可行的。这次演示标志着硅在利用光子进行量子计算方面迈出了重要的一步,并为快速增加可能的量子计算演示的规模扫清了道路。

“尽管我们的示威是重要的一步,但仍有更多的障碍。我们的下一个目标是利用光源设计的最新发展来证明我们产生的光子将有接近100%的相同光子,而目前为止已经证明的光子为92%。

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