İki dolaşık kuantum ışık kaynağından oluşan iki çipin çizimi. Kredi: Peter Lodahl
Kopenhag Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, Ruhr Üniversitesi Bochum ile işbirliği içinde, yeni bir atılımda, kuantum araştırmacılarının yıllardır baş ağrısına neden olan bir sorunu çözdüler. Araştırmacılar artık bir yerine iki kuantum ışık kaynağını kontrol edebiliyor. Kuantumla tanışmamış olanlara önemsiz görünse de, bu muazzam buluş, araştırmacıların kuantum mekanik dolaşıklığı olarak bilinen bir fenomen yaratmasına olanak tanıyor. Bu da şirketlere ve diğerlerine teknolojiyi ticari olarak kullanmaları için yeni kapılar açar.
Birden ikiye geçmek çoğu durumda küçük bir başarıdır. Ancak kuantum fiziği dünyasında bunu yapmak çok önemlidir. Yıllardır dünyanın dört bir yanından araştırmacılar kararlı kuantum ışık kaynakları geliştirmek ve kuantum mekanik dolaşıklığı olarak bilinen fenomeni elde etmek için çabaladılar. coğrafi mesafeler Dolaşıklık, kuantum ağlarının temelidir ve verimli bir kuantum bilgisayarın geliştirilmesinin merkezinde yer alır.
Niels Bohr Enstitüsünden araştırmacılar, son derece saygın Science dergisinde tam da bunu başardıkları yeni bir sonuç yayınladılar. . Sonucun arkasındaki araştırmacılardan biri olan Profesör Peter Lodahl’a göre bu, kuantum teknolojisinin gelişimini bir sonraki seviyeye taşıma ve toplumun bilgisayarlarını, şifrelemesini ve interneti “niceleştirme” çabasında çok önemli bir adım.
Buluşun arkasındaki ekibin bir parçası. Soldan: Peter Lodahl, Anders Sørensen, Vasiliki Angelopoulou, Ying Wang, Alexey Tiranov, Cornelis van Diepen. Kredi: Ola J. Joensen, NBI
“Artık iki kuantum ışık kaynağını kontrol edebiliyor ve bunları birbirine bağlayabiliyoruz. Kulağa fazla gibi gelmeyebilir, ancak bu büyük bir ilerleme ve son 20 yıllık çalışmanın üzerine inşa edilmiştir. Bunu yaparak, en çığır açan kuantum donanım uygulamaları için çok önemli olan teknolojiyi ölçeklendirmenin anahtarını ortaya çıkardık,” diyor 2001’den beri bölgede araştırmalar yürüten Profesör Peter Lodahl.
{6 }Sihir, araştırmacıların son yıllarda geliştirdiği, insan saçı çapından çok daha büyük olmayan sözde nanoçipte gerçekleşiyor.
Kuantum kaynakları dünyanın en güçlü bilgisayarını geride bırakıyor{13 }
Peter Lodahl’ın grubu, kuantum bilgilerini taşımak için mikro taşıyıcılar olarak foton adı verilen hafif parçacıkları kullanan bir tür kuantum teknolojisi üzerinde çalışıyor.
Lodahl’ın grubu ise bu kuantum fiziği disiplininde liderdir. , şimdiye kadar bir seferde yalnızca bir ışık kaynağını kontrol edebildiler. Bunun nedeni, ışık kaynaklarının dış “gürültüye” karşı olağanüstü hassas olmaları ve kopyalanmalarını çok zorlaştırmasıdır. Araştırma grubu, yeni sonuçlarında bir yerine iki özdeş kuantum ışık kaynağı yaratmayı başardı.
“Dolaşıklık, bir ışık kaynağını kontrol ederek diğerini hemen etkilemeniz anlamına gelir. Bu, hepsi birbiriyle etkileşime giren ve kuantum bit işlemlerini normal bir bilgisayardaki bitlerle aynı şekilde, yalnızca çok daha güçlü bir şekilde gerçekleştirebileceğiniz, dolaşık kuantum ışık kaynaklarından oluşan bir ağ oluşturmayı mümkün kılar. makalenin baş yazarı, doktora sonrası araştırmacı Alexey Tiranov’u açıklıyor.
Bunun nedeni, bir kuantum bitinin aynı anda hem 1 hem de 0 olabilmesidir, bu da günümüzün bilgisayar teknolojisi kullanılarak elde edilemeyen bir işlem gücüyle sonuçlanır. Profesör Lodahl’a göre, tek bir kuantum ışık kaynağından yayılan yalnızca 100 foton, dünyanın en büyük süper bilgisayarının işleyebileceğinden daha fazla bilgi içerecektir.
20-30 dolaşık kuantum ışık kaynağı kullanarak, bir evrensel hata düzeltmeli kuantum bilgisayar – büyük BT şirketlerinin şu anda içine milyarlarca doları pompaladığı kuantum teknolojisi için nihai “kutsal kâse”.
Diğer aktörler araştırmayı geliştirecek
Lodahl’a göre , en büyük zorluk, bir kuantum ışık kaynağını kontrol etmekten iki kuantum ışık kaynağına geçmek olmuştur. Diğer şeylerin yanı sıra bu, araştırmacıların son derece sessiz nanoçipler geliştirmesini ve her bir ışık kaynağı üzerinde hassas kontrole sahip olmasını gerekli kılmıştır.
Yeni araştırma atılımıyla, temel kuantum fiziği araştırması artık yerindedir. Şimdi diğer aktörlerin, araştırmacıların çalışmalarını alıp bilgisayarlar, internet ve şifreleme de dahil olmak üzere bir dizi teknolojide kuantum fiziğini devreye alma arayışlarında kullanmalarının zamanı geldi.
“Bir bilgisayar için çok pahalı. 15-20 kuantum ışık kaynağını kontrol ettiğimiz bir kurulum oluşturmak için üniversite. Dolayısıyla, artık temel kuantum fiziğini anlamaya katkıda bulunduğumuza ve yol boyunca ilk adımı attığımıza göre, ölçeği daha da ileriye götürmek büyük ölçüde teknolojik bir görev,” diyor Profesör Lodahl.
Referans: “Kolektif süper ve Alexey Tiranov, Vasiliki Angelopoulou, Cornelis Jacobus van Diepen, Björn Schrinski, Oliver August Dall’Alba Sandberg, Ying Wang, Leonardo Midolo, Sven Scholz, Andreas Dirk Wieck, Arne Ludwig, Anders Søndberg Sørensen ve Peter Lodahl, 26 Ocak 2023, Science.
DOI: 10.1126/science.ade9324
Araştırma, Danimarka Ulusal Araştırma Vakfı’nın “Hibrit Kuantum Ağları Mükemmeliyet Merkezi’nde ( Hy-Q)” ve Almanya’daki Ruhr Üniversitesi Bohum ile Kopenhag Üniversitesi Niels Bohr Enstitüsü arasındaki bir işbirliğidir.