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जो उन सब पर राज करता है। भौतिकविदों ने एक फोटोनिक क्वांटम कंप्यूटर की वास्तुकला को सरल बनाया

आधुनिक क्वांटम कंप्यूटर बहुत जटिल उपकरण हैं जिन्हें बनाना मुश्किल है, स्केल करना मुश्किल है और संचालित करने के लिए बेहद कम तापमान की आवश्यकता होती है। इस कारण से, वैज्ञानिक लंबे समय से ऑप्टिकल क्वांटम कंप्यूटरों में रुचि रखते हैं। फोटॉन आसानी से सूचना प्रसारित कर सकते हैं, और एक फोटोनिक क्वांटम कंप्यूटर कमरे के तापमान पर काम कर सकता है। हालाँकि, समस्या यह है कि जब आप जानते हैं कि व्यक्ति को कैसे संभालना है क्वांटम लॉजिक गेट्स फोटॉन के लिए, लेकिन बड़ी संख्या में गेट बनाना और उन्हें इस तरह से जोड़ना कि जटिल गणना की जा सके, एक बड़ी चुनौती है।

हालांकि, ऑप्टिकल क्वांटम कंप्यूटर में एक सरल वास्तुकला हो सकती है, ऑप्टिक्स में स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं का तर्क है। वे a . की सहायता से एकल परमाणु का सुझाव देते हैं लेजर हेरफेर करने के लिए, जो बदले में - क्वांटम टेलीपोर्टेशन की घटना की मदद से - एक फोटॉन की स्थिति को बदल देता है। ऐसे परमाणु को रीसेट किया जा सकता है और कई में क्वांटम गेट्स उपयोग किया जा सकता है ताकि विभिन्न भौतिक द्वार बनाने की आवश्यकता न हो, जो बदले में क्वांटम कंप्यूटर की वास्तुकला को बहुत सरल करेगा।

 छवि स्रोत: पिक्साबे / उन

यदि आप ऐसा क्वांटम कंप्यूटर बनाना चाहते हैं, तो आपको हजारों . का उपयोग करना होगा क्वांटम उत्सर्जन स्रोत बनाएं, उन्हें एक दूसरे से अलग न करें और उन्हें एक बड़े फोटोनिक सर्किट में एकीकृत करें। इस बीच, हमारी वास्तुकला काफी सरल घटकों की एक छोटी संख्या का उपयोग करती है, और हमारी मशीन का आकार उस क्वांटम प्रोग्राम के आकार के साथ नहीं बढ़ता है, जो स्टैनफोर्ड भौतिकविदों के काम का वर्णन करने वाले एक पेपर के मुख्य लेखक पीएचडी छात्र बेन बार्टलेट बताते हैं। .

उपन्यास वास्तुकला में दो मुख्य घटक होते हैं। वह रिंग जो डेटा को स्टोर करती है, उसमें से केवल एक लूप है फाइबरग्लास, जिसमें फोटॉन प्रसारित होते हैं। यह एक मेमोरी चिप की तरह काम करता है, जिसमें प्रत्येक फोटान एक होता है qubit प्रतिनिधित्व करता है। शोधकर्ता फोटॉन को रिंग से प्रकीर्णन इकाई तक निर्देशित करके उसमें हेरफेर कर सकते हैं। इसमें एक ऑप्टिकल गुहाएक एकल परमाणु युक्त। फोटॉन परमाणु के साथ संपर्क करता है और दोनों उलझ जाते हैं। फोटॉन फिर रिंग में लौटता है और लेजर परमाणु की स्थिति को बदल देता है। चूँकि यह फोटान से उलझा होता है, परमाणु की अवस्था में परिवर्तन से भी फोटान की अवस्था में परिवर्तन होता है। यदि आप परमाणु की स्थिति को मापते हैं, तो आप परमाणु की स्थिति को माप सकते हैं फोटॉनों छान - बीन करना। इस तरह हमें केवल 1 परमाणु qubit की आवश्यकता होती है जिसका उपयोग हम सभी फोटोनिक qubits में हेरफेर करने के लिए कर सकते हैं, बार्टलेट कहते हैं।

चूंकि किसी भी क्वांटम लॉजिक गेट को परमाणु पर संचालन की एक श्रृंखला में संकलित किया जा सकता है, सैद्धांतिक रूप से कोई भी करना संभव होगा क्वांटम कार्यक्रम ऐसा करने के लिए सिर्फ एक परमाणु कक्षा के साथ। इस तरह के एक कार्यक्रम के संचालन में संचालन की एक पूरी श्रृंखला शामिल होगी जिसमें फोटॉन परमाणु कक्षा के साथ बातचीत करेंगे।