นักวิจัยในเยอรมนีได้ดำเนินการควอนตัมเกตระหว่างสองควอนตัมบิต (qubits) ในห้องปฏิบัติการที่แตกต่างกัน นี่เป็นก้าวไปสู่ควอนตัมลอจิกแบบกระจาย โดยผู้ออกแบบระบบสามารถสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบโมดูลาร์ กระจายคิวบิตระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ ในขณะที่อนุญาตให้ทำงานเป็นคอมพิวเตอร์เครื่องเดียว ระบบแบบกระจายจะหลีกเลี่ยงการครอสทอล์คระหว่างคิวบิต ซึ่งทำให้การคำนวณควอนตัมแย่ลง
การเพิ่ม
qubits ให้กับคอมพิวเตอร์ควอนตัมนั้นยุ่งยากกว่าการเพิ่ม bits ให้กับ เนื่องจากแต่ละ qubit (ซึ่งอาจเป็นไอออนที่ติดอยู่, วงจรตัวนำยิ่งยวด, ศูนย์ว่างของไนโตรเจนในเพชรหรืออาการทางกายภาพอื่น ๆ ของสถานะควอนตัม) จะต้อง สามารถผ่านการโต้ตอบทางตรรกะที่จำเป็นในขณะที่ยังได้รับการปกป้อง
จากเสียงรบกวน ซึ่งสามารถทำลายข้อมูลควอนตัมได้ แหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนที่สำคัญคือการรบกวนระหว่างหลาย qubits: “สมมติว่ามี 3 หรือ 4 qubits ในอุปกรณ์หนึ่งเครื่อง และคุณต้องการสร้างเกตระหว่างสอง อธิบาย “เนื่องจากทั้งหมดนี้รวมอยู่ในอุปกรณ์เดียว คุณจึงยังสามารถครอสทอล์ค
ของสองคิวบิตนั้นกับอีกคิวบิตที่ไม่ควรเข้าร่วมในการคำนวณได้” ยิ่งเพิ่ม qubits ลงในอุปกรณ์เครื่องเดียวมากเท่าไหร่ ปัญหา ก็จะยิ่งรุนแรงมากขึ้นเท่านั้น ปัจจัยอื่นๆ ที่ทำให้เกิดปัญหาในแพลตฟอร์มเฉพาะ ได้แก่ ความยากลำบากในการจัดการกับ qubits เฉพาะในรีจิสเตอร์ขนาดใหญ่
พื้นที่จำกัด และปัญหาเกี่ยวกับการกำจัดความร้อนออกจากตัวอย่างความเย็นขนาดใหญ่ หลายอุปกรณ์วิธีหนึ่งที่เป็นไปได้ในการขยายขนาดคอมพิวเตอร์ควอนตัมโดยไม่ต้องขยายปัญหาผู้ดูแลคือการกระจาย qubits ระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้จำเป็นต้องผสานรวมการดำเนินการเชิงควอนตัมโลจิคัล
ที่ดำเนินการบนอุปกรณ์แต่ละเครื่อง: “หากคุณเพียงคำนวณผลลัพธ์หนึ่งรายการกับโมดูลหนึ่งและส่งสถานะไปยังโมดูลอื่น แสดงว่าคุณยังคงไม่เพิ่มพื้นที่การคำนวณที่คุณมี” Daiss อธิบาย “การเคลื่อนย้ายด้วยควอนตัมเกต” การสร้างประตูควอนตัมซึ่งเอาต์พุตมีเงื่อนไขตามสถานะของเกตอินพุตที่อื่น
จึงกลายเป็น
งานวิจัยที่กระตือรือร้น ประตูดังกล่าวได้รับการแสดงให้เห็นระหว่างไอออนในกับดักเดียวกันกับวงจรตัวนำยิ่งยวดในเครื่องทำความเย็นตัวเดียว และอีกเครื่องหนึ่งมีโทนิคคิวบิต แม้ว่าจะมีอัตราความสำเร็จเพียงเล็กน้อยก็ตาม ในงานวิจัยชิ้นใหม่ Daiss และเพื่อนร่วมงานที่ได้เปิดเผยเกทที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิง
และมีแนวคิดที่เรียบง่ายขึ้น โดยมีพื้นฐานมาจากปฏิสัมพันธ์ของโฟตอนเดี่ยวกับโมดูลในห้องปฏิบัติการที่แตกต่างกันสองแห่ง ในแต่ละห้องปฏิบัติการ พวกเขาสร้างช่องแสงที่มีอะตอมของรูบิเดียมเพียงอะตอมเดียว และเชื่อมโยงทั้งสองระบบโดยใช้ใยแก้วนำแสงขนาด 60::m ในการติดตั้งเกท
พวกเขาจะส่งโฟตอนเป็น “ควิบิตบิน” ไปตามเส้นใยและสะท้อนมันอย่างต่อเนื่องจากโพรงทั้งสอง ซึ่งจะทำให้โพลาไรเซชันของมันพันกันกับระดับพลังงานรูบิเดียม การวัดค่าโฟตอนจะรวมเข้ากับผลป้อนกลับแบบมีเงื่อนไขบนคิวบิตเพื่อสร้างเกต CNOT ซึ่งเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของควอนตัมลอจิก
ประกาศประตูควอนตัมโปรโตคอลสร้างประตูควอนตัม “ประกาศ” ซึ่งการตรวจจับโฟตอนส่งสัญญาณว่าการทำงานของเกตสำเร็จ ในอนาคต สิ่งนี้สามารถพิสูจน์ได้ว่ามีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการผลิตคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่เชื่อถือได้ เนื่องจากการยืนยันว่าเกตที่ต่อเนื่องกันทำงานนั้นมีความสำคัญ
หากเชื่อมต่อเกตหลายตัวตามลำดับ ในทางทฤษฎี แพลตฟอร์มอื่นๆ สามารถสร้างประตูควอนตัมได้โดยใช้โปรโตคอลของนักวิจัย Daiss กล่าว หาก qubit สามารถเชื่อมต่อกับโพรงหรือตัวสะท้อนเสียงได้มากพอ ตัวอย่างเช่น สิ่งนี้สำเร็จไปแล้วด้วยไอออนที่ถูกขังอยู่หรือคิวบิตตัวนำยิ่งยวด
ในเนเธอร์แลนด์เชื่อว่าเอกสารฉบับนี้ถือเป็นก้าวสำคัญ: “พวกเขาเพียงแค่มีโฟตอนอันเดียวที่กระเจิงออกไปด้านหนึ่ง ไปอีกด้านหนึ่ง แล้วคุณวัดมัน ตามหลักการแล้วมันง่ายมาก และพวกเขาแสดงให้เห็นว่ามันได้ผล” เขาพูดว่า. “นั่นคือความจริงที่ว่ามันถูกประกาศและประสิทธิภาพของมัน
ฉันคิดว่า
นั่นคือความแปลกใหม่อย่างแท้จริงของงานนี้”กล่าวว่า ขั้นตอนต่อไปคือการเชื่อมต่อโมดูลที่มีมากกว่า 1 qubit เข้าด้วยกัน และผลิตคอมพิวเตอร์ที่มีมากกว่า 1 โมดูล: “เราสามารถไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง และทั้งสองทิศทางจะได้รับประโยชน์จากงานที่เรากำลังทำอยู่ ช่วงเวลานั้น” เขาสรุป
พลังงานของนิวเคลียสที่หดตัวสามารถสังเกตได้หลายวิธีขึ้นอยู่กับวัสดุเป้าหมาย: อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยอาจถูกบันทึกไว้ในวัสดุแช่แข็ง (เช่น การตรวจจับแบบโฟนอน) ประจุไฟฟ้าอาจถูกปลดปล่อย (ไอออไนเซชัน) หรือโฟตอนอาจ ถูกปล่อยออกมา (ประกายไฟ) ในหลายวัสดุอาจสังเกตเห็นผลกระทบเหล่านี้
มากกว่าหนึ่งอย่าง ในการค้นพบ WIMP เครื่องตรวจจับจะต้องสามารถลงทะเบียนพลังงานนิวเคลียร์ขนาดเล็กที่มีแรงถีบกลับเพียง 10 keV ซึ่งจะเกิดขึ้นประมาณหนึ่งครั้งต่อวันต่อทุกๆ 10 กิโลกรัมของเครื่องตรวจจับ น่าเสียดายที่การโต้ตอบของ WIMP ทุกครั้งจะมีเหตุการณ์เบื้องหลังหลายล้านรายการ
เหตุการณ์เหล่านี้เกิดขึ้นจากรังสีคอสมิกที่ทิ้งระเบิดพื้นผิวโลกและจากกัมมันตภาพรังสีทั้งในบริเวณโดยรอบและวัสดุของตัวตรวจจับเอง เพื่อหลีกหนีจากรังสีคอสมิก การค้นหาสสารมืดส่วนใหญ่จะดำเนินการอยู่ใต้ดินเพื่อป้องกันรังสีจากสิ่งรอบข้าง เครื่องตรวจจับถูกสร้างขึ้นจากวัสดุที่มีความบริสุทธิ์สูง
และหุ้มด้วยเกราะป้องกันที่มีสิ่งเจือปนกัมมันตภาพรังสีต่ำ หนึ่งในสัญญาณพื้นหลังที่การค้นหาสสารมืดต้องระวังเป็นพิเศษนั้นมาจากนิวตรอน ซึ่งอาจทำให้เกิดการหดตัวของนิวเคลียร์คล้ายกับที่คาดไว้จากอันตรกิริยาของ WIMP นิวตรอนเหล่านี้อาจมาจากกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติ
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
