以与我们现在通过光信号连接网络中的计算机的方式相同,也可以在“量子互联网”中连接未来量子计算机。然后,光信号由单独的光颗粒或光子组成。工作量子互联网的一个先决条件是控制这些光子的形状。埃因霍温技术大学(TU / E)和FOM基金会的研究人员现在首次成功地在必要的短时间内获得了这个控制。这些调查结果今天在自然通信中发表。
量子计算机是未来的梦想计算机。它们使用最小颗粒的独特物理 - 量子力学描述的那些 - 进行计算。虽然今天的计算机使用可以是0或1的位,但量子计算机使用“Qubits”执行计算,其可以同时为0和1。这会产生前所未有的额外计算能力,这为量子计算机提供了比今天的计算机更大的能力。
量子互联网
原则上,量子计算机可以通过交换单个光子来相互通信,从而创建一个“量子互联网”。光子的形状,换句话说,它们的能量如何随时间分布,对信息的成功传输至关重要。这种形状在时间上必须是对称的,而由原子发出的光子通常具有不对称的形状。因此,为了创建量子互联网,这一过程需要外部控制。
光学谐振腔
通过将量子点(一种可以传输光子的半导体材料)嵌入到“光子晶体”中,TU/e和FOM的研究人员成功地获得了所需的控制程度,从而创造了一个光学腔。然后,研究人员将非常短的电脉冲应用到空腔中,这将影响量子点如何与它相互作用,以及光子如何发射。通过改变脉冲的强度,他们能够控制传输光子的形状。
在一秒钟内
由于使用比纳秒短的电脉冲,亿十一秒,埃因霍温研究人员是第一个实现这一目标。这对于在量子通信中使用至关重要,因为TU / E的研究领导者Andrea Fiore解释说:“光子的发射仅持续一个纳秒,所以如果你想改变任何你必须在那个时间做的事情。这就像高速相机的快门,如果你想捕获在图像中非常快地变化的东西,那么必须非常短。通过控制您发送光子的速度,您可以原则地实现非常有效的光子交换,这对未来量子互联网很重要。“
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