V Caltechu postavili čip s optickou kvantovou pamětí, který pracuje se světlem  
Nový čip dovede uložit informaci v podobě fotonů. Zatím je sice udrží jenom po dobu 75 nanosekund, ale i tak to je docela slušný začátek velkolepých kvantových sítí

Vizualizace nového čipu. Kredit: Ella Maru Studio / Caltech.
Vizualizace nového čipu. Kredit: Ella Maru Studio / Caltech.

Výzkumný tým Caltechu vyvinul počítačový čip, na němž lze uchovávat kvantovou informaci v podobě světla. Jde o další významný průlom na cestě ke kvantovým počítačům a sítím, které by měly umožnit rychlejší zpracování a přenos informace, a ještě ke všemu na menších zařízeních.

 

V klasické počítačové paměti jsou jednotlivé bity informace ukládány v podobě 0 nebo 1. Kvantové počítače, které jsou stále ještě ve fázi nadšeného experimentování, používají namísto bitů takzvané qubity. Rozdíl je v tom, že qubity nemusejí být buď 0, nebo 1, ale mohou být vlastně zároveň 0 a 1. Optická kvantová zařízení, jako je nový čip z Caltechu, mohou pracovat s informací v podobě fotonů, čili kvant elektromagnetického záření. Fotony nenesou žádný náboj a nemají ani hmotnost, což je pro čip v řadě ohledů výhodné.

 

Tian Zhong. Kredit: Caltech.
Tian Zhong. Kredit: Caltech.

Podle vedoucího výzkumu Tiana Zhonga by tato technologie mohla vést k extrémní miniaturizaci kvantových paměťových zařízení a také by mohla podstatně vylepšit ovládání interakcí mezi jednotlivými atomy a fotony.

 

Čip z Caltechu je tvořen souborem paměťových modulů, jejichž rozměry činí přibližně 15 mikronů krát 0,7 mikronu. Svou velikostí přibližně odpovídají průměru lidské červené krvinky. Tyto paměťové moduly obsahují optické rezonátory, které jsou vytvořeny z krystalů dopovaných ionty neodymu, jejichž design jim umožňuje polapit a udržet foton. Zhong a spol. zmrazili moduly optické kvantové paměti na mínus 272,7 °C, tedy jen něco málo nad absolutní nulu, a pak do každého z paměťových modulů laserovým paprskem odeslali vždy po jednom fotonu.


Caltech.
Caltech.

Takto vytvořené optické rezonátory udržely fotony 75 nanosekund, a pak je opět uvolnily. Vědci následně prověřili, zda tyto fotony nesou stále stejnou informaci. Úroveň chyb v procesu byla asi 3 procenta. Aby se podobné čipy s optickou kvantovou pamětí staly praktickou součástí kvantových sítí, jimiž budou proudit data na vzdálenost stovek kilometrů, tak čip musí udržet data po dobu nejméně jedné milisekundy. Přesně to je teď cílem Zhanga a jeho kolegů. Také se budou snažit čip s optickou kvantovou pamětí zabudovat do elektronických obvodů.

 

Zhangův spolupracovník z Caltechu Andrei Faraon se domnívá, že by se takový čip s optickou kvantovou pamětí mohl stát stěžejní komponentou pro vývoj a stavbu optických kvantových sítí, v nichž bude přenášena kvantová informace.

 

Video: UWEE Research Colloquium: Andrei Faraon, Caltech

 

Literatura

Caltech 11. 9. 2017, Science online 31. 8. 2017.

Datum: 12.09.2017
Tisk článku

Konec světa Kvantový a Májský - Volšík Petr
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 134 Kč
cena: 119 Kč
Konec světa Kvantový a Májský
Volšík Petr
Související články:

Kvantové počítače budou potřebovat k provozu nanochladič     Autor: Stanislav Mihulka (19.05.2017)
Mnohobarevné fotony mohou změnit vývoj kvantové elektroniky     Autor: Stanislav Mihulka (01.07.2017)
Švýcarští vědci zvládli rekordní simulaci 45-qubitových kvantových výpočtů     Autor: Stanislav Mihulka (06.07.2017)



Diskuze:

Zajímavé

Alexandr Kostka,2017-09-24 07:59:39

Rozhodně zajímavá legrácka, ale do použitelné echnologie to má zatím hodně daleko. Samotná paměťová buňka je rozměrově větší než klasická elektronická (o hodně větší, nemluvě o velikosti zapisovacího laseru), teplota blízko absolutní nuly je k dosažení obtížně a velmi draze, a 3% chybovost je strašně moc. Sice existují metody jak "pravdivost" údajů v RAM ověřovat a napravovat, ale i tak je 3% prostě příšerně moc. Ale pokud se jim alespoň něco z toho kodaří vyřešit, mohlo by to mít potenciál.

Odpovědět


Re: Zajímavé

Josef Hrncirik,2017-09-24 09:10:11

A kde je nějaká informace, když do každé buňky dají právě 1 stejný? foton?
Ev. jak se daří velmi rychle cejchovat fotony a posílat je do správného chlívečku?
Kde jsou navíc schované ony tajů(ú)plné supervýkonné interakční quibity?
Po vypršení záruky photon či přímo quibit je pohlcen ztrátami rezonátoru či interakcí ztratí původní stav (tj. informaci)?
Nekazí chyba jediného fotonu dílo celého obrovského quibitu?
Jaká je pak životnost celého správného quibitu?
Jaká lavina energie se musí spotřebovat, aby byl spolehlivě detekován jediný foton a jeho stav?
Neroste s velikostí quibitu součet těchto lavin příliš prudce?
QUI BONO IT?

Odpovědět

taky Vás tak rozčiluje ..

Pop Ulides,2017-09-13 12:56:43

..používání "co" místo "který"?

Odpovědět


Re: taky Vás tak rozčiluje ..

Petr Kr,2017-09-13 14:26:27

Kde? V Ostravě?
Pan Mihulka spíš používá věty: "Když...., tak..." místo "Když..., ..." (čtivější je to většinou bez toho "tak"). Ale zde jsem našel jen "což", což ale není to vaše "co".

Odpovědět


Re: Re: taky Vás tak rozčiluje ..

Jaroslav Pešek,2017-09-13 14:42:04

Musíte se podívat o něco výš.

Odpovědět


Re: Re: Re: taky Vás tak rozčiluje ..

Petr Kr,2017-09-13 14:46:42

Nás Ostraváky by zarazilo "jež", ale "co" tam sedí. To je zcela správně ponašemu.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: taky Vás tak rozčiluje ..

Jaroslav Pešek,2017-09-13 20:46:19

Mě to říkat nemusíte. Jen jsem napovídal, kde to "co" najít.

Odpovědět

Historie

Petr Nejedlý,2017-09-13 08:04:16

Pokrok chodí po spirále. To téhle paměti si můžu odližit pár qubitů, a když si je včas vyzvednu, netratím. Něco jako první digitální počítače, které ještě před rozsáhlými 3D poli magnetických jadérek používaly baňky se rtutí. Když se z jedné strany bity správně zabzučely, z druhé za chvíli vypadly jako nové ve stejném pořadí. Kdo chtěl víc paměti, přilil více rtuti. Kdo chvíli nedával pozor, tomu bity vyšuměly....

Odpovědět

Na 1 foton mi stačí LED či sirka

Josef Hrncirik,2017-09-12 22:15:48

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace