|  | 17 января 2014 | Новости науки и техники

Создана самая сложная на сегодняшний день квантовая система-на-чипе

Квантовая система на чипе


То, что вы видите на приведенном выше снимке, выглядит непривлекательным и непонятным для большинства людей. Тем не менее, вы смотрите на наиболее сложную на сегодняшний день интегрированную квантовую схему, изготовленную на общей подложке и все элементы которой состоят из одного материала. Функция этой схемы достаточно проста, эта схема вырабатывает пары единичных фотонов и одновременно запутывает их на квантовом уровне. И, следует отметить, что именно функция этой схемы может стать основой для создания более сложных схем будущих квантовых компьютеров и других устройств.

Это экспериментальное квантовое устройство было разработано группой, в состав которой вошли ученые из Японии, Великобритании и Нидерландов. На кремниевом чипе содержатся два источника единичных фотонов, работающие при помощи света внешнего лазера. Фотоны, выработанные этими источниками, проходят тщательно выверенный путь по определенным траекториям, пересекающимся друг с другом, что позволяет надежно запутать их на квантовом уровне.

Структура квантовой системы


Следует напомнить нашим читателям, что явление квантовой запутанности заключается в том, что когда в результате какого-либо внешнего воздействия изменяется квантовое состояние одной из запутанных частиц, то эти изменения проявляются и в квантовом состоянии второй запутанной частицы. При этом, изменения квантового состояния происходят абсолютно синхронно и не зависят от расстояния, разделяющего запутанные частицы, которые могут находиться почти рядом друг с другом или же находиться в противоположных уголках Вселенной. Именно явление квантовой запутанности является тем ключом, который позволяет использовать законы квантовой механики для передачи и обработки информации со скоростью, во много раз превышающей скорость работы самых мощных современных суперкомпьютеров.

Несмотря на такую кажущуюся простоту квантового устройства, ученым удалось, создавая его, решить массу труднейших задач технического плана. Во-первых, для того, чтобы надежно запутаться на квантовом уровне частицы, в данном случае фотоны света, должны быть максимально идентичны. Во-вторых, в этом устройстве ученым удалось реализовать некоторые принципы управления глубиной квантовой запутанности фотонов и последующего неразрушающего считывания их квантового состояния.

Будущий квантовый чип


"Источники света, расположенные на чипе, синхронно производят практически одинаковые фотоны света, которые запутываются на квантовом уровне во время прохождения дальнейшего пути. Мы вводим луч лазерного света на чип и расщепляем его на два луча, которые освещают две отдельные области, которые становятся источниками вторичных фотонов света. Эти лучи вторичного квантового света проходят каждый по своему пути, имеющему строго определенную длину. Длина пути одного из лучей может быть изменена при помощи изменения температуры одного из волноводов, а это используется для регулирования глубины квантовой запутанности. В конце концов оба луча пересекаются, в этой точке вступают в силу законы квантовой механики и фотоны света обоих лучей запутываются на квантовом уровне" - рассказывает Марк Томпсон (Mark Thompson), ученый из Бристольского университета (University of Bristol), Великобритания.

Повторяясь еще раз, стоит отметить, что ученым удалось создать то, что по существу является самой сложной на сегодняшний день квантовой схемой, системой-на-чипе, выполняющей одну законченную функцию. В том виде, в котором эта система существует сейчас, ее уже можно будет использовать для организации квантовых оптических коммуникационных каналов на основе оптоволокна, но, для того, чтобы создать для этого реальное законченное устройство, ученым потребуется еще некоторое время. Тем временем эта же группа ученых уже планирует создание очередной квантовой системы-на-чипе, которая будет иметь весьма сложную структуру и выполнять более сложные функции для квантовой передачи и обработки информации.




Ключевые слова:
Квантовая, Механика, Законы, Запутанность, Фотон, Свет, Лазер, Источник, Чип, Система

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Физики запутали на квантовом уровне фотоны, существовавшие в разные моменты ...
  • Расширяя теорию Эйнштейна исследователи демонстрируют новый вид квантовой з ...
  • Ученые установили рекорд, запутав на квантовом уровне одновременно 100 тыся ...
  • Разработан один из важных стандартных блоков "квантового Интернета" будущ ...
  • Ученым удалось запутать на квантовом уровне два кристалла алмаза миллиметро ...




  • 17 января 2014 13:29
    #1 Написал: skytear

    Публикаций: 0
    Комментариев: 35
    автономные вооруженные роботы, управляемые на любом расстоянии без задержек и без возможности заблокировать канал связи - этот эротический сон уже много лет не одному генералу снится. боевые лазеры есть, связь - как видим почти наладили, вот за источником питания дело стоит, все не выходит никак... а как выйдет - тут ждите, принесут истинную демократию в железных ладонях бендеров, управляемых из безопасных бункеров, к порогу вашего дома в любой точке галактики.
        
    17 января 2014 14:52
    #2 Написал: Macsi21

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    автономные вооруженные роботы, управляемые на любом расстоянии без задержек и без возможности заблокировать канал связи - этот эротический сон уже много лет не одному генералу снится. боевые лазеры есть, связь - как видим почти наладили, вот за источником питания дело стоит, все не выходит никак... а как выйдет - тут ждите, принесут истинную демократию в железных ладонях бендеров, управляемых из безопасных бункеров, к порогу вашего дома в любой точке галактики.


    Вы где лечитесь?..

    Вопрос военного использования всегда был на первом месте
    и часто именно армия тянула развитие той или иной технологии (вспомним хоть реактивные двигатели и компьютеры, да и вообще очень много всего).
    Вы видите именно такое использование, так давайте быстренько хватаем веревочку мыло и заканчиваем свое обреченное существование суицидом. Ну, чтобы бендеру не отдаться.
    А я вижу мгновенный обмен информацией между людьми обживающими Марс, Луну. Компьютеры способные расчитать, не за месяц а всего лишь за пару мину,т что через неделю будет сильнейший тайфун и т. .д
        
    17 января 2014 17:37
    #3 Написал: skytear

    Публикаций: 0
    Комментариев: 35
    давайте мне еще расскажите, как везде все хорошо и как все будет еще лучше, что видите вокруг только добрых заботящихся о чужом благе людей и пускающих попой радугу розовых пони, и т.д.. мне описание чужого бреда безынтересно, знаете ли...
        
    17 января 2014 17:45
    #4 Написал: MaxIvanov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 358
    весьма сложную структуру и выполнять более сложные функции для квантовой передачи и обработки информации.

    Что такое квантовая передача?
    Если есть запутанность на любом расстоянии ,зачем оптоволокно?
        
    17 января 2014 18:04
    #5 Написал: Macsi21

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    skytear,
    Ваша аватарка отражает то что льется из вашей головы...
    Вам плохо? так сходите к врачу. Потому что та кошачья блевотина которую вы льете в своих "комментариях" плохо вписывается в общую тематику сайта...

    И еще вы обратитесь к мировому сообществу давайте закроем все программы которые могут использоваться в военных целях. Может вас послушают... и отправимся все в каменный век... хотя... стоп... камень ведь тоже можно в другого человека бросить... НИКАКИХ КАМНЕЙ. только гавно им бросить можно но травма будет лишь моральной.
        
    17 января 2014 18:15
    #6 Написал: skytear

    Публикаций: 0
    Комментариев: 35
    сереженька, прочтите еще раз первый мой камент, где я выступал против чего-либо, особенно против прогресса? я наоборот выступаю глубоко за, например, чтобы микроволновки и тостеры обрели разум благодаря новым технологиям, и превратили в органическое топливо всех сетевых хомячков, пытающихся раздуть свое мелковеликое эго за счет сетевых срачей, и в первую очередь чтобы уничтожили эту залупу конскую, которая мне тут вякает. сударь, у вас свое мнение, у меня свое, топайте дальше.
        
    18 января 2014 00:25
    #7 Написал: roman

    Публикаций: 0
    Комментариев: 148
    Macsi21, не обращайте внимание)) Такие всегда были, во все времена. Даже против таких простейших вещей, как железная дорога, и то были кучи истерящих персонажей.

    Обычными были опасения вроде «Железные дороги помешают коровам пастись, куры перестанут нести яйца, отравленный дымом воздух будет убивать пролетающих птиц… дома близ дороги погорят… в случае взрыва паровоза будут разорваны на куски и все пассажиры», и «быстрота движения, несомненно, должна развивать у путешественников болезнь мозга». Ожидалось также, что строительство дорог вызовет «упадок нравственности».

    Каждые пару лет конец света придумывают, во всём заговоры ищут. Это как раз и есть хомячки, по другому не назовёшь...
        
    18 января 2014 11:52
    #8 Написал: elton

    Публикаций: 0
    Комментариев: 145
    MaxIvanov,
    Как зачем оптоволокно,нужно же сначала как-то передать запутанный фотон в точку считывания.
        
    18 января 2014 13:09
    #9 Написал: MaxIvanov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 358
    elton,
    Много неясного остается, а самое главное возможно ли вообще этому практическое применение.
        
    18 января 2014 16:28
    #10 Написал: muhametshin_ruslan

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    MaxIvanov,
    Передача информации на любое расстояние без задержек не практическое применение?
        
    18 января 2014 20:29
    #11 Написал: MaxIvanov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 358
    muhametshin_ruslan,
    Это теория, интересно как с практикой.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.