光子筛选器——解锁光量子计算

瑞士巴塞尔大学的一个研究小组本周推出了一种将单光子与团簇分离的新方法。新方法使研究人员能够更好地控制分子水平上的相互作用。值得注意的是，许多研究人员认为从多个光子结构中对单个光子结构进行分类是使用该技术为世界超级计算机等提供动力的关键一步。这是您需要了解的内容。

瑞士巴塞尔大学的一个研究小组本周推出了一种从簇中分离单光子的新方法。新方法使研究人员能够更好地控制分子水平上的相互作用。值得注意的是，许多研究人员认为从多个光子结构中对单个光子结构进行分类是使用该技术为世界超级计算机等提供动力的关键一步。这是你需要知道的。

筛子研究

工程师试图演示 Sifter 设备如何可靠有效地完成这项任务。该系统集成了一个量子发射器，可以创建称为量子点的单维原子。有趣的是，这项研究深入研究了筛选机制如何引导光子，根据它们是单独的还是与其他光子相连来将它们分开。为了完成这项任务，团队对 Jaynes-Cummings 模型进行了一些更改。

Jaynes-Cummings 模型的变体

杰恩斯-卡明斯模型六十多年来一直帮助塑造量子光学。 Edwin Jaynes 和 Frank Cummings 于 1963 年首次向世界展示了它，从那时起它就对该行业至关重要。值得注意的是，该模型简化了研究人员对光与物质相互作用的理解，包括两级原子如何与量子化电磁场相互作用。这些因素使得 Jaynes-Cummings 模型成为创建新公式的理想选择。

Jaynes-Cumming 模型存在一些缺点，研究人员需要克服这些缺点。该团队发现该模型很难确定峰值耦合效率（？因子）和低移相力矩。因此，他们创建了一种利用量子点来实现附加功能的变体。

测试Sifter理论

测试筛子理论的第一步是创建半导体量子点。这个单层光子代表一个一维原子，然后将其放置在微腔内。这个微腔具有反光内壁，并且保持开放状态，以便可以对其进行调整，从而允许工程师进行调整？以及其他因素。

激光

弱激光与 20 nm 宽的半导体岛结合使用，以瞄准微腔的反射壁。在这项研究中，激光聚焦在腔体部分透明的壁上，然后通过两镜分离激活。然后，折射光被引导至分束器装置，其中半波片的角度专门用于分离光子。此外，分束器被设计为对偏振敏感，这也有助于它更有效地筛选。

值得注意的是，分离器自动将单光子引导到与多光子簇不同的端口中。此外，该系统还测量了与量子点相互作用的光子数量，以确定能量的真实状态。量子点非常适合这项任务，因为它们吸收光子并根据各种相互作用发光。

结果

研究人员发现，筛子可以准确地将单个光子从簇中分离出来。研究还表明，工程师们可以使用弱激光实现 99.2% 的透射消光。此外，新数据还揭示了一些有趣的结果，包括二阶相关函数。

令人印象深刻的是，该筛子可以准确地分离和测量通过该机制的光子量。这项功能将释放新的机遇，因为确认光子聚束、根据状态分离光子以及更好地监控光子兴奋水平的能力都是有一天使用这项技术为下一代计算机等提供动力的关键步骤。

潜在用例

这项技术有很多潜在的用例。这项技术的主要关注领域是创建新的光子逻辑门。量子逻辑在当今的超高速量子计算机中发挥着至关重要的作用。然而，迄今为止，由于科学不够可靠，制造 100% 全光量子计算机光子逻辑门还很困难。这项最新研究为这些系统最终向前发展打开了大门。

光子筛选器的好处

光子筛研究揭示了几个好处。一方面，这项技术将帮助研究人员更好地了解光以及它如何在单光子的基础上与世界相互作用。这种级别的深入监控以前是无法实现的。因此，许多人相信这一突破将帮助人类更好地利用光的力量和速度来改善一切。

控制光子统计

这项研究提供了另一个好处，因为它是第一次开发出一种将光子分类为单个元素的可靠方法。这种功能将使工程师能够创建能够确定强聚束到反聚束等状态的设备，以完成诸如在单光子水平上将光转换为电能等任务，从而确保新的效率时代。

研究人员

该项目背后的研究人员由瑞士巴塞尔大学的理查德·沃伯顿 (Richard Warburton) 领导。该团队成功展示了他们的光子筛选方法，现在寻求在未来几个月内扩大他们的研究。他们的工作建立在数十年的量子研究基础上，并将有助于推动量子研究的下一章。

两家可以受益的公司

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