Pages

Sirkuit Optik Multi Foton Wujudkan Komputer Bit Kuantum (Qubit)

Jurnal KeSimpulan.com - Sirkuit optik pendekatan baru untuk teknologi kuantum. Tim peneliti Inggris dan Jepang membangun sistem pengolahan informasi kuantum NOT or CNOT gate.

Sebuah tim internasional menunjukkan sebuah blok bangunan fundamental komputasi kuantum yang segera dapat diaplikasikan dalam berbagai teknologi kuantum. Jeremy O'Brien, fisikawan dari Centre for Quantum Photonics di University of Bristol di Bristol, Inggris, rekannya dari Jepang menunjukkan logika kuantum empat partikel cahaya.

Para peneliti percaya perangkat mereka dapat menyediakan rute penting bagi teknologi baru kuantum termasuk keamanan komunikasi, pengukuran presisi, dan akhirnya komputer kuantum yang menggunakan bit kuantum atau qubit (bukan bit konvensional yang digunakan di komputer saat ini).

Tidak seperti bit konvensional atau transistor yang menggunakan salah satu dari dua states pada satu waktu (1 atau 0), qubit dapat beberapa state pada saat yang bersamaan sehingga dapat digunakan untuk menyimpan dan memproses informasi jauh lebih besar.

"Kami menyadari sebuah elemen fundamental pengolahan informasi kuantum NOT or CNOT gate berdasarkan resep yang secara teoritis diusulkan 10 tahun lalu," kata O'Brien.

"Begitu lama mencapai tonggak ini bahkan untuk suatu rangkaian yang relatif sederhana, kami membutuhkan kontrol penuh atas empat foton tunggal mendesing pada kecepatan cahaya!" kata O'Brien.

Pendekatan tim menggabungkan beberapa metode untuk membuat sirkuit optik harus stabil ke dalam sebagian panjang gelombang cahaya dalam nanometer. Pada tahun 2001 ketika resep teoretis memungkinkan untuk mewujudkan gerbang CNOT ini, serta komponen lain yang diperlukan.

Namun, tantangan teknologi yang terkait dengan pembuatan sirkuit optik menghambat realisasi sampai sekarang. Implikasi bagi pendekatan baru ini lebih jauh jangkauannya.

"Kemampuan mengimplementasikan sebuah gerbang logika pada foton sangat penting untuk membangun sirkuit pada skala yang lebih besar dan bahkan algoritma," kata O'Brien.

"Menggunakan pendekatan integrasi optik pada chip yang kami rintis di Bristol selama beberapa tahun terakhir dapat melangkah jauh lebih cepat, membuka jalan teknologi kuantum yang dapat membantu kita memahami masalah ilmiah paling kompleks," kata O'Brien.

Dalam jangka pendek, tim berharap dapat menerapkan temuan baru untuk mengembangkan pendekatan baru komunikasi kuantum dan pengukuran serta kemudian perangkat simulasi di laboratorium.

Dalam jangka panjang, skala simulator kecil kuantum berdasarkan sirkuit multi-foton optik dapat digunakan untuk mensimulasikan proses yang diatur oleh mekanika kuantum seperti superkonduktivitas dan fotosintesis.

"Teknik kami meningkatkan pemahaman tentang proses-proses penting tersebut dan membantu, misalnya, dalam pengembangan sel surya lebih efisien," kata O'Brien.

Aplikasi lain mencakup pengembangan mesin pencari ultra cepat dan efisien, merancang material berteknologi tinggi dan farmasi baru. Lompatan dari satu foton ke dua foton tidak sepele karena kedua partikel harus identik dalam segala hal karena partikel-partikel ini mengganggu atau berinteraksi satu sama lain. Tidak ada analog langsung dari interaksi ini di luar fisika kuantum.

"Setiap kali kita menambahkan foton, kompleksitas masalah meningkat secara eksponensial, jadi jika satu foton kuantum sirkuit memiliki 10 hasil, sistem dua foton dapat memberi hasil 100 dan sistem tiga foton 1000 solusi dan sebagainya," kata O'Brien.

Sekarang Centre for Quantum Photonics berencana menggunakan chip berbasis pendekatan mereka untuk meningkatkan kompleksitas eksperimen tidak hanya dengan menambahkan foton lebih banyak tetapi juga dengan menggunakan sirkuit lebih besar.
Realization of a Knill-Laflamme-Milburn controlled-NOT photonic quantum circuit combining effective optical nonlinearities

Ryo Okamoto1 et.al.
  1. Research Institute for Electronic Science, Hokkaido University, Sapporo 060-0812, Japan
  2. The Institute of Scientific and Industrial Research, Osaka University, 8-1 Mihogaoka, Ibaraki, Osaka 567-0047, Japan
PNAS, June 21, 2011 vol. 108 no. 25 10067-10071

Download dan Akses : DOI:10.1073/pnas.1018839108
Jeremy O'Brien http://www.phy.bris.ac.uk/people/jeremy_obrien/
Centre for Quantum Photonics http://www.phy.bris.ac.uk/groups/cqp/

Gambar : Ryo Okamoto et.al., PNAS, DOI:10.1073/pnas.1018839108

Artikel Lainnya:

No comments:

Post a Comment