coimpiutairean laser
Is e tricead gleoc 1 GHz ann am pròiseasairean billean gnìomhachd gach diog. Tòrr, ach tha na modalan as fheàrr a tha rim faighinn an-dràsta don neach-cleachdaidh cuibheasach mu thràth a ’coileanadh grunn thursan nas motha. Dè ma thèid e nas luaithe... millean uair thairis air?
Is e seo a tha teicneòlas coimpiutaireachd ùr a 'gealltainn, a' cleachdadh buillean de sholas laser gus gluasad eadar stàitean "1" agus "0". Tha seo a 'leantainn bho àireamhachadh sìmplidh quadrillion uair gach diog.
Ann an deuchainnean a chaidh a dhèanamh ann an 2018 agus a chaidh a mhìneachadh anns an iris Nature, loisg luchd-rannsachaidh sailean laser infridhearg pulsed aig sreathan meala de tungsten agus selenium (1). Dh'adhbhraich seo atharrachadh neoni agus aon stàite anns a’ chip sileaconach còmhla, dìreach mar ann am pròiseasar coimpiutair àbhaisteach, dìreach millean uair nas luaithe.
Ciamar a thachair e? Tha an luchd-saidheans ga mhìneachadh gu grafaigeach, a’ sealltainn gu bheil na dealanan anns na cìrean meala meatailt gan giùlan fhèin “gu neònach” (ged nach eil iad cho mòr). Air bhioran, bidh na mìrean sin a’ leum eadar diofar stàitean cuantamach, air an ainmeachadh le luchd-deuchainn "speudo a’ snìomh ».
Bidh an luchd-rannsachaidh a’ dèanamh coimeas eadar seo agus treadmills a chaidh a thogail timcheall air moileciuilean. Canaidh iad na slighean sin “ghlinn” agus tha iad a’ toirt cunntas air mar a làimhsicheas iad na stàitean snìomh sin mar “dolinatronica » (S).
Tha electronan air bhioran le buillean laser. A rèir polarity nam buillean infridhearg, bidh iad “a’ fuireach ann an aon de dhà “ghleann” a dh’ fhaodadh a bhith timcheall air dadaman an lann meatailt. Tha an dà stàit seo a’ moladh sa bhad cleachdadh an iongantas ann an loidsig coimpiutair neoni-aon.
Tha na geansaidhean dealanach gu math luath, ann an cearcallan femtosecond. Agus an seo tha an dìomhair mu astar iongantach siostaman le stiùireadh laser.
A bharrachd air an sin, tha luchd-saidheans ag argamaid, mar thoradh air buaidhean corporra, gu bheil na siostaman sin ann an dòigh air choreigin anns an dà stàit aig an aon àm (saobh-chràbhadh), a chruthaicheas cothroman airson Tha an luchd-rannsachaidh a’ daingneachadh gu bheil seo uile a’ tachairt ann an teòthachd an t-seòmairfhad ‘s a tha a’ mhòr-chuid de choimpiutairean cuantamach ag iarraidh gum bi siostaman qubits air am fuarachadh gu teòthachd faisg air neoni iomlan.
“San fhad-ùine, tha sinn a’ faicinn fìor chomas innealan cuantamach a chruthachadh a nì gnìomhachd nas luaithe na aon oscillation de tonn aotrom, ”thuirt an neach-rannsachaidh ann an aithris. Rupert Huber, àrd-ollamh fiosaig aig Oilthigh Regensburg, sa Ghearmailt.
Ach, chan eil luchd-saidheans fhathast air fìor ghnìomhachdan cuantamach a dhèanamh san dòigh seo, agus mar sin tha am beachd air coimpiutair quantum ag obair aig teòthachd an t-seòmair fhathast dìreach teòiridheach. Tha an aon rud a 'buntainn ri cumhachd coimpiutaireachd àbhaisteach an t-siostam seo. Cha deach ach obair oscillations a nochdadh agus cha deach gnìomhachd coimpiutaireachd fìor a dhèanamh.
Chaidh deuchainnean coltach ris an fheadhainn a chaidh a mhìneachadh gu h-àrd a dhèanamh mu thràth. Ann an 2017, chaidh tuairisgeul air an sgrùdadh fhoillseachadh ann an Nature Photonics, a’ gabhail a-steach aig Oilthigh Michigan anns na SA. An sin, chaidh buillean de sholas laser a mhair 100 femtoseconds a thoirt seachad tro chriostail semiconductor, a’ cumail smachd air staid nan dealanan. Mar riaghailt, bha na h-uinneanan a tha a 'nochdadh ann an structar an stuth coltach ris an fheadhainn a chaidh a mhìneachadh na bu tràithe. Is iad seo na buaidhean quantum.
Sgoltagan aotrom agus perovskites
Dèan"coimpiutairean laser quantum » tha e air a làimhseachadh gu eadar-dhealaichte. An Dàmhair an-uiridh, sheall sgioba rannsachaidh US-Iapanach-Astràilia siostam coimpiutaireachd aotrom. An àite qubits, bidh an dòigh-obrach ùr a’ cleachdadh staid fiosaigeach sailean laser agus criostalan àbhaisteach gus na sailean a thionndadh gu seòrsa sònraichte de sholas ris an canar “solas teannachaidh.”
Gus an seall staid a’ chnuasachd comas coimpiutaireachd cuantamach, feumar an leusair a thomhas ann an dòigh shònraichte, agus tha seo air a choileanadh le bhith a’ cleachdadh lìonra sgàthan cuantamach, luchd-sgaoilidh beam agus snàithleach optigeach (2). Tha an dòigh-obrach seo air a thaisbeanadh air sgèile bheag, nach eil a’ toirt seachad astaran àireamhachaidh àrd gu leòr. Ach, tha an luchd-saidheans ag ràdh gu bheil am modail scalable, agus gum faodadh structaran nas motha buannachd mhòr fhaighinn mu dheireadh thairis air na modalan cuantamach agus dà-chànanach a thathas a’ cleachdadh.
2. Lèirsinn laser a 'dol tro lìonra tangled de sgàthan
“Ged a tha na pròiseasairean quantum gnàthach drùidhteach, chan eil e soilleir an urrainnear an sgèile gu meudan mòra," tha Science Today a’ toirt fa-near. Nicolas Menicucci, neach-rannsachaidh a chuir ris aig an Ionad airson Quantum Coimpiutaireachd agus Teicneòlas Conaltraidh (CQC2T) aig Oilthigh RMIT ann am Melbourne, Astràilia. “Bidh an dòigh-obrach againn a’ tòiseachadh le fìor scalability air a thogail a-steach don chip bhon fhìor thoiseach oir tha am pròiseasar, ris an canar an stàit brabhsair, air a dhèanamh le solas. ”
Tha feum air seòrsachan ùra de lasers cuideachd airson siostaman photonic ultrafast (faic cuideachd :). Thuirt luchd-saidheans bho Oilthigh Feadarail an Ear Chèin (FEFU) - còmhla ri co-obraichean Ruiseanach bho Oilthigh ITMO, a bharrachd air luchd-saidheans bho Oilthigh Texas aig Dallas agus Oilthigh Nàiseanta Astràilia - sa Mhàrt 2019 anns an iris ACS Nano gun robh iad air leasachadh dòigh èifeachdach, luath agus saor airson toradh lasers perovskite. Is e am buannachd thairis air seòrsachan eile gu bheil iad ag obair nas seasmhaiche, rud a tha air leth cudromach airson sgoltagan optigeach.
“Tha an teicneòlas clò-bhualaidh leusair halide againn a’ toirt seachad dòigh shìmplidh, eaconamach agus làn smachd gus measgachadh de leusairean perovskite a thoirt gu buil. Tha e cudromach a bhith mothachail gu bheil an ìre as fheàrr de geoimeatraidh ann am pròiseas clò-bhualadh laser airson a 'chiad uair ga dhèanamh comasach microlasers perovskite aon-mhodh seasmhach fhaighinn (3). Tha an leithid de leusairean gealltanach ann an leasachadh diofar innealan optoelectronic agus nanophotonic, mothachairean, msaa," mhìnich Aleksey Zhishchenko, neach-rannsachaidh aig ionad FEFU, anns an fhoillseachadh.
3. Beams laser perovskite
Gu dearbh, chan fhaic sinn coimpiutairean pearsanta “a’ coiseachd air lasers ”a dh’ aithghearr. Ged a tha na deuchainnean a tha air am mìneachadh gu h-àrd nan dearbhadh air bun-bheachd, chan e eadhon prototypes de shiostaman coimpiutaireachd.
Ach, tha na h-astaran a tha air an tabhann le solais agus sailean leusair ro tharraingeach dha luchd-rannsachaidh, agus an uairsin innleadairean, an t-slighe seo a dhiùltadh.
