laser nga mga kompyuter
Ang katulin sa orasan sa 1 GHz nga mga processor usa ka bilyon nga operasyon matag segundo. Daghan, apan ang labing kaayo nga mga modelo nga magamit karon sa kasagaran nga mga konsumedor nakab-ot na sa daghang mga higayon. Unsa kaha kung kini paspas ... usa ka milyon ka beses?
Mao kana ang gisaad sa bag-ong teknolohiya sa pagkompyuter, gamit ang mga pulso sa kahayag sa laser aron mabalhin tali sa mga estado nga "1" ug "0." Nagsunod kini gikan sa usa ka yano nga kalkulasyon quadrillion ka beses kada segundo.
Sa mga eksperimento nga gihimo sa 2018 ug gihulagway sa journal Nature, ang mga tigdukiduki nagpabuto og pulsed infrared laser beam sa honeycomb arrays sa tungsten ug selenium (1). Kini ang hinungdan sa kombinasyon nga silicon chip nga mobalhin tali sa zero ug usa ka estado, sama sa usa ka normal nga processor sa kompyuter, usa ka milyon nga beses nga mas paspas.
Giunsa kini nahitabo? Gihulagway kini sa mga siyentista sa graphical nga paagi, nga nagpakita nga ang mga electron sa metal honeycombs naggawi nga "katingad-an" (bisan dili kaayo). Kung naghinamhinam, kini nga mga partikulo molukso taliwala sa lainlaing mga estado sa quantum, gitawag nga "pseudo-spinning".
Gipakasama kini sa mga tigdukiduki sa mga treadmill nga gitukod palibot sa mga molekula. Gitawag nila kini nga mga agianan nga "mga walog" ug gihubit ang pagmaniobra niining mga nagtuyok nga estado nga "dolinatronica » (S).
Ang mga electron naghinam-hinam sa mga pulso sa laser. Depende sa polarity sa infrared nga mga pulso, sila "nag-okupar" sa usa sa duha ka posibleng "mga walog" sa palibot sa mga atomo sa metal nga lattice. Kining duha ka estado nagsugyot dayon sa paggamit sa panghitabo sa computer logic zero-one.
Ang paglukso sa elektron kusog kaayo, sa mga siklo sa femtosecond. Ug dinhi nahimutang ang sekreto sa talagsaong katulin sa laser-guided system.
Dugang pa, ang mga siyentista nangatarongan nga tungod sa pisikal nga mga impluwensya, kini nga mga sistema, sa usa ka diwa, sa duha ka estado nga dungan (superposisyon), nga nagmugna og mga oportunidad alang sa. Gipasiugda sa mga tigdukiduki nga kining tanan nahitabo sa temperatura sa kwartosamtang ang kadaghanan sa naglungtad nga quantum computer nanginahanglan mga sistema sa pagpabugnaw sa mga qubit sa temperatura nga hapit sa hingpit nga zero.
"Sa taas nga termino, nakita namon ang usa ka tinuud nga posibilidad sa paghimo sa mga aparato nga quantum nga naghimo sa mga operasyon nga mas paspas kaysa usa ka oscillation sa usa ka light wave," ingon sa tigdukiduki sa usa ka pahayag. Rupert Huber, Propesor sa Physics sa Unibersidad sa Regensburg, Germany.
Bisan pa, ang mga siyentipiko wala pa makahimo sa bisan unsang tinuud nga operasyon sa quantum sa ingon niini nga paagi, mao nga ang ideya sa usa ka quantum computer nga naglihok sa temperatura sa kwarto nagpabilin nga lunsay nga teoretikal. Ang sama nga magamit sa normal nga gahum sa pag-compute niini nga sistema. Ang operasyon lamang sa mga oscillation ang gipakita ug walay tinuod nga mga operasyon sa pagkalkula nga gihimo.
Ang mga eksperimento nga susama sa gihulagway sa ibabaw nahimo na. Sa 2017, usa ka paghulagway sa panukiduki gipatik sa Nature Photonics, lakip sa University of Michigan sa US. Didto, ang 100-femtosecond nga mga pulso sa kahayag sa laser gipaagi sa usa ka kristal nga semiconductor aron mamonitor ang kahimtang sa mga electron. Ingon sa usa ka lagda, ang mga katingalahan nga nahitabo sa istruktura sa materyal parehas sa gihulagway sa sayo pa. Mao usab ang quantum nga mga sangputanan.
Mga light chips ug perovskite
Buhata"quantum laser nga mga kompyuter » lahi ang pagtagad niya. Kaniadtong Oktubre, usa ka grupo sa panukiduki sa US-Japanese-Australian ang nagpakita sa usa ka gaan nga sistema sa kompyuter. Imbis nga mga qubit, ang bag-ong pamaagi naggamit sa pisikal nga kahimtang sa mga laser beam ug naandan nga mga kristal aron mabag-o ang mga sagbayan nga usa ka espesyal nga tipo sa kahayag nga gitawag nga "gipislit nga kahayag."
Para sa cluster state nga magpakita sa quantum computing potential, ang laser kinahanglang sukdon sa usa ka paagi, ug kini makab-ot gamit ang quantum-entangled network sa mga salamin, beam emitters, ug optical fibers (2). Kini nga pamaagi gipresentar sa gamay nga sukod, nga wala maghatag taas nga igo nga mga katulin sa pagkalkula. Bisan pa, ang mga siyentista nag-ingon nga ang modelo mabag-o ug ang mas dagkong mga istruktura mahimo’g makab-ot ang usa ka bentaha sa kantidad sa karon nga mga modelo sa quantum ug binary.
2. Ang mga laser beam nga moagi sa usa ka makuti nga network sa mga salamin
“Samtang ang karon nga mga quantum processor makapahingangha, kini dili klaro kon sila mahimong sukdon ngadto sa dako kaayong gidak-on,” matod sa Science Today. Nicolas Menicucci, usa ka partisipante nga tigdukiduki sa Center for Quantum Computing and Communications Technologies (CQC2T) sa RMIT University sa Melbourne, Australia. "Ang among pamaagi nagsugod sa grabe nga scalability nga gitukod sa chip gikan sa sinugdanan tungod kay ang processor, nga gitawag nga cluster state, gihimo sa kahayag."
Ang bag-ong mga matang sa laser gikinahanglan usab alang sa ultrafast photonic system (tan-awa usab:). Ang mga siyentista gikan sa Far Eastern Federal University (FEFU) - kauban ang mga kauban sa Russia gikan sa ITMO University, ingon man mga siyentipiko gikan sa University of Texas sa Dallas ug sa Australian National University - nagtaho kaniadtong Marso 2019 sa journal ACS Nano nga sila nakahimo og usa ka episyente, paspas ug barato nga pamaagi sa produksiyon perovskite nga mga laser. Ang ilang bentaha sa ubang mga tipo mao nga sila naglihok nga mas lig-on, nga hinungdanon kaayo alang sa mga optical chips.
"Ang among teknolohiya sa pag-imprenta sa halide laser naghatag usa ka yano, epektibo nga gasto ug kontrolado kaayo nga paagi aron makagama ang daghang lainlaing mga perovskite laser. Importante, ang geometry optimization sa proseso sa pag-imprenta sa laser makahimo sa produksyon sa stable nga single-mode perovskite microlasers sa unang higayon (3). Ang ingon nga mga laser nagsaad alang sa pagpauswag sa lainlaing mga aparato nga optoelectronic ug nanophotonic, sensor, ug uban pa, ”gipasabut ni Alexey Zhishchenko, usa ka tigdukiduki sa sentro sa FEFU, sa publikasyon.
3. Perovskite laser beam
Siyempre, dili namo makita ang mga personal nga kompyuter nga "nagdagan sa mga laser" bisan unsang orasa sa dili madugay. Sa pagkakaron, ang mga eksperimento nga gihulagway sa ibabaw mga pamatuod sa konsepto, dili bisan ang mga prototype sa mga sistema sa kompyuter.
Bisan pa, ang katulin nga gitanyag sa kahayag ug laser beam makatintal kaayo alang sa mga tigdukiduki, ug dayon sa mga inhenyero, nga biyaan kini nga agianan.
