光子篩選器－解鎖光量子計算

瑞士巴塞爾大學的研究小組本週推出了一種將單光子與團簇分離的新方法。新方法使研究人員能夠更好地控制分子層面的相互作用。值得注意的是，許多研究人員認為從多個光子結構中對單一光子結構進行分類是使用該技術為世界超級電腦等提供動力的關鍵一步。這是您需要了解的內容。

瑞士巴塞爾大學的研究團隊本週推出了一種從簇中分離單光子的新方法。新方法使研究人員能夠更好地控制分子層面的相互作用。值得注意的是，許多研究人員認為從多個光子結構中對單一光子結構進行分類是使用該技術為世界超級電腦等提供動力的關鍵一步。這是你需要知道的。

篩子研究

工程師試圖示範 Sifter 設備如何可靠有效地完成這項任務。該系統整合了一個量子發射器，可以創建稱為量子點的單維原子。有趣的是，這項研究深入研究了篩選機制如何引導光子，根據它們是單獨的還是與其他光子相連來將它們分開。為了完成這項任務，團隊對 Jaynes-Cummings 模型進行了一些更改。

Jaynes-Cummings 模型的變體

傑恩斯-卡明斯模型六十多年來一直幫助塑造量子光學。 Edwin Jaynes 和 Frank Cummings 於 1963 年首次向世界展示了它，從那時起它就對該行業至關重要。值得注意的是，該模型簡化了研究人員對光與物質相互作用的理解，包括兩級原子如何與量子化電磁場相互作用。這些因素使得 Jaynes-Cummings 模型成為創建新公式的理想選擇。

Jaynes-Cumming 模型存在一些缺點，研究人員需要克服這些缺點。團隊發現模型很難確定峰值耦合效率（？因子）和低移相力矩。因此，他們創建了一種利用量子點來實現附加功能的變體。

檢定Sifter理論

測試篩子理論的第一步是創建半導體量子點。這個單層光子代表一個一維原子，然後將其放置在微腔內。這個微腔具有反光內壁，並且保持開放狀態，以便可以對其進行調整，從而允許工程師進行調整？以及其他因素。

雷射

弱雷射與 20 nm 寬的半導體島結合使用，以瞄準微腔的反射壁。在這項研究中，雷射聚焦在腔體部分透明的壁上，然後透過兩鏡分離來活化。然後，折射光被引導至分束器裝置，其中半波片的角度專門用於分離光子。此外，分束器被設計為對偏振敏感，這也有助於它更有效地篩選。

值得注意的是，分離器會自動將單光子引導到與多光子簇不同的連接埠。此外，該系統還測量了與量子點相互作用的光子數量，以確定能量的真實狀態。量子點非常適合這項任務，因為它們吸收光子並根據各種相互作用發光。

結果

研究人員發現，篩子可以準確地將單一光子從簇中分離出來。研究還表明，工程師可以使用弱雷射實現 99.2% 的透射消光。此外，新數據還揭示了一些有趣的結果，包括二階相關函數。

令人印象深刻的是，該篩子可以準確地分離和測量通過該機制的光子量。這項功能將釋放新的機遇，因為確認光子聚束、根據狀態分離光子以及更好地監控光子興奮水平的能力都是有一天使用這項技術為下一代電腦等提供動力的關鍵步驟。

潛在用例

這項技術有許多潛在的用例。這項技術的主要關注領域是創建新的光子邏輯閘。量子邏輯在當今的超高速量子電腦中發揮著至關重要的作用。然而，迄今為止，由於科學不夠可靠，製造 100% 全光量子電腦光子邏輯閘還很困難。這項最新研究為這些系統最終向前發展打開了大門。

光子篩選器的好處

光子篩研究揭示了幾個好處。一方面，這項技術將幫助研究人員更好地了解光以及它如何在單光子的基礎上與世界相互作用。這種程度的深入監控以前是無法實現的。因此，許多人相信這項突破將幫助人類更好地利用光的力量和速度來改善一切。

控制光子統計

這項研究提供了另一個好處，因為它是第一次開發出將光子分類為單一元素的可靠方法。此功能將使工程師能夠創建能夠確定強聚束到反聚束等狀態的設備，以完成諸如在單光子水平上將光轉換為電能等任務，從而確保新的效率時代。

研究人員

該計畫背後的研究人員由瑞士巴塞爾大學的理查德沃伯頓 (Richard Warburton) 領導。團隊成功展示了他們的光子篩選方法，現在尋求在未來幾個月內擴大他們的研究。他們的工作建立在數十年的量子研究基礎上，並將有助於推動量子研究的下一章。

兩家可以受惠的公司

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