当前位置:首页 > 资讯 > 科研动态 > 正文内容

研究人员在可靠处理量子信息方面获进展

cyqdesign1年前 (2023-09-12)科研动态516

研究人员利用激光,开发了目前已知的最鲁棒的方法来控制由化学元素钡制成的单个量子位。可靠地控制量子位的能力是实现未来功能量子计算机的重要成就。

论文《一种用于具有10~4级强度串扰的Ba+量子位敏捷个体寻址的导引光系统》发表在《量子科学与技术》杂志上。

这种新方法由滑铁卢大学量子计算研究所(IQC)开发,使用一个小的玻璃波导来分离激光束,并将它们聚焦到相距4微米的地方,大约是人类头发宽度的百分之四。每个聚焦在目标量子位上的激光束可以并行控制的精度和范围是以往研究无法匹敌的。

绿色激光是操纵钡离子能态的正确能量。

IQC和滑铁卢大学物理与天文学系教授K. Rajibul Islam博士说:“我们的设计将串扰量(落在邻近离子上的光量)限制在非常小的相对强度0.01%,这是量子界最好的之一。”“与以前创建单个离子敏捷控制的方法不同,基于光纤的调制器不会相互影响。“这意味着我们可以在不影响邻居的情况下与任何离子交谈,同时还保留了最大限度地控制每个单个离子的能力。这是我们所知的任何地方,无论是在学术界还是在工业界,都拥有如此高精度的最灵活的离子量子比特控制系统。”

研究人员的目标是钡离子,它在俘获离子量子计算领域越来越受欢迎。钡离子具有方便的能量状态,可以用作量子的零和一级,并用可见光进行操纵,而不像其他原子类型需要更高能量的紫外线进行相同的操作。这使得研究人员可以使用市售光学技术,而紫外线波长不可用。

研究人员创建了一个波导芯片,将单个激光束分为16个不同的光通道。然后,每个通道被定向到单独的光纤调制器,这些调制器独立地对每个激光束的强度、频率和相位提供灵活的控制。然后,这些激光束被聚焦到它们之间的小间距,使用一系列类似于望远镜的光学透镜。研究人员通过使用精确的相机传感器测量它们,确认了每个激光束的聚焦和控制。

伊斯兰的联合首席研究员、IQC和滑铁卢大学物理与天文学系的教员Crystal Senko博士说:“这项工作是我们在滑铁卢大学使用原子系统构建钡离子量子处理器努力的一部分。我们使用离子,因为它们是相同的、自然产生的量子位,所以我们不需要制造它们。我们的任务是找到控制它们的方法。”

新的波导方法展示了一种简单而精确的控制方法,为操纵离子编码和处理量子数据以及在量子模拟和计算中实现展示了希望。

原文链接:http://www.opticsky.cn/index-htm-m-cms-q-view-id-8615.html

扫描二维码推送至手机访问。

版权声明:本文由光行天下发布,如需转载请注明出处。

本文链接:http://opticsky.net/research/12.html

标签: 量子量子位
分享给朋友:

“研究人员在可靠处理量子信息方面获进展” 的相关文章

受蜻蜓复眼的启发:新型微透镜阵列处理技术

受蜻蜓复眼的启发:新型微透镜阵列处理技术

工业4.0要求复杂功能的简单化解决方案。光学传感器,如针孔相机,可以提供焦深和合理的分辨率,但它们的强度较低,无法实现可靠和快速的成像。这需要较长的曝光时间,这牺牲了快速成像能力,限制了它们在自动驾驶汽车中的实际应用。发表在《光:先进制造》杂志上的一篇新论文中,吉林大学Qi-Dai Che...

光子晶体使光线弯曲,像受到重力影响一样

光子晶体使光线弯曲,像受到重力影响一样

一个合作研究小组操纵了光的行为,就像光受到重力影响一样。该研究结果于2023年9月28日发表在《物理评论A》杂志上,对光学和材料科学领域具有深远影响,对6G通信的发展具有重要意义。阿尔伯特·爱因斯坦的相对论早已确立,电磁波(包括光和太赫兹电磁波)的轨迹可以被引力场偏转。科学家最近从理论上预测,通过使...

科学家提出由准粒子驱动的超亮光源

科学家提出由准粒子驱动的超亮光源

一个国际科学家团队正在重新思考辐射物理学的基本原理,目的是创造超亮光源。在《自然光子学》发表的一项新研究中,来自葡萄牙高级技术研究所、罗切斯特大学、加州大学洛杉矶分校和法国应用光学实验室的研究人员提出了使用准粒子创造光源的方法,这种光源与当今最先进的光源一样强大,但体积要小得多。准粒子是由许多同步运...

量子计算机的新设计

量子计算机的新设计

对于量子物理学家来说,创造一台足以解决我们目前计算机无法解决的问题的量子计算机仍然是一个巨大的挑战。一个运行良好的量子模拟器——一种特定类型的量子计算机——可能会导致关于世界如何在最小尺度上运作的新发现。代尔夫特理工大学的量子科学家娜塔莉亚·切皮加(Natalia Chepiga)开发了一种关于如何...