คอมพิวเตอร์ทำจากชิป และในอนาคต ชิปเหล่านั้นบางตัวอาจใช้แสงเป็นส่วนประกอบหลัก นักวิทยาศาสตร์จาก Xanaduบริษัทคอมพิวเตอร์ควอนตัมในรัฐออนแทรีโอ ประเทศแคนาดาและสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ ของสหรัฐฯ ได้ก้าวไปสู่อนาคตนั้นด้วยการสร้างชิปที่ใช้แสงซึ่งสามารถตั้งโปรแกรมผ่านการเข้าถึงระบบคลาวด์ได้ ในขณะที่คอมพิวเตอร์ทั่วไปใช้ไฟฟ้า
เพื่อสร้าง
เลขศูนย์และเลขศูนย์ที่เป็นสัดส่วนหลักของมัน ผู้เชี่ยวชาญด้านคอมพิวเตอร์ควอนตัมมีตัวเลือกมากมายในการพัฒนาควอนตัมบิต (qubits) บางชนิดใช้ตัวนำยิ่งยวด บางชนิดเริ่มจากอะตอมที่เย็นจัด และบางชนิดใช้แสง เช่น นักวิจัยที่ซานาดู แต่ไม่ใช่แค่แสงสว่างเท่านั้น แสงที่เดินทางผ่านชิปหรือวงจร
ขนาดเท่าภาพขนาดย่อนั้นถูก “บีบ” นั่นคือความไม่แน่นอนทางควอนตัมของมันถูกลดขนาดลง การบีบแสงเป็นไปได้เนื่องจากความสัมพันธ์ที่ไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กที่กล่าวว่าการพยายามทำให้วัตถุขนาดจิ๋วใดๆ แคบมากก็เหมือนกับการบีบดินเหนียว ยิ่งแคบไปในทิศทางหนึ่ง ก็ยิ่งนูนไปในทิศทางอื่น
การบีบแสงจะสร้างสถานะโทนิคที่มีรูปทรงแม่นยำ ซึ่งสามารถใช้สำหรับการวัดที่แม่นยำมากในฟิสิกส์ของออปติก อย่างไรก็ตาม นักวิจัยของ Xanadu มีความคิดอื่น: พวกเขาใช้สถานะที่ถูกบีบเหล่านี้เป็น qubits การคำนวณด้วยแสง ชิปของ Xanadu ทำงานในสามขั้นตอน ประการแรก แสงเลเซอร์
ถูกป้อนเข้าไปในเครื่องสะท้อนเสียงไมโครริงสี่ตัว ซึ่งเป็นรอยทางวงกลมเล็กๆ ที่แสงวนไปรอบๆ และเปลี่ยนรูปร่างเมื่อมันจับหางของมันเอง ตัวสะท้อนเสียงเหล่านี้ทำหน้าที่เป็น “ตัวบีบ” ที่สลายโฟตอนจำนวนมากให้อยู่ในสถานะบีบเดียว จากนั้น เครือข่ายขององค์ประกอบออปติคัลจะปรับเปลี่ยนคุณสมบัติ
ของโฟตอนในลักษณะที่คล้ายคลึงกับการเปลี่ยนทิศทางโดยสะท้อนออกจากกระจกหรือเปลี่ยนสีโดยส่งผ่านฟิลเตอร์ ลำดับของการปรับแต่งแสงเหล่านี้เทียบเท่ากับรหัสคอมพิวเตอร์ เมื่อใดก็ตามที่เครือข่ายเด้งหรือหมุนแสง เครือข่ายจะดำเนินการคล้ายกับการบวกหนึ่งและศูนย์ในคอมพิวเตอร์
แบบคลาสสิก
ในขั้นตอนสุดท้าย แสงจะเข้าสู่เครื่องตรวจจับซึ่งจะนับจำนวนโฟตอนที่อยู่ในสถานะบีบ ผลลัพธ์ของการคำนวณของคอมพิวเตอร์จะอยู่ในจำนวนโฟตอนเหล่านี้ นักฟิสิกส์จาก Xanadu และผู้ร่วมเขียนรายงานกล่าวว่า “รูปแบบจำนวนเต็มเฉพาะของการนับจำนวนโฟตอนสำหรับวงจรเฉพาะที่คุณเรียกเลขหมาย
จะบอกคุณบางอย่างเกี่ยวกับปัญหาที่คุณเข้ารหัสในอุปกรณ์” อธิบายว่าวิธีการนี้ทำให้สามารถดำเนินการคำนวณบางอย่างที่ใหม่ได้แม้กระทั่งคอมพิวเตอร์ควอนตัมเครื่องอื่นๆ “มันช่วยให้คุณเข้าถึงพื้นที่ของปัญหาซึ่งแตกต่างจากพื้นที่ที่เข้าถึงได้โดยอุปกรณ์ qubit ตามสสาร” เขากล่าว ในการคำนวณแบบใหม่
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สถานะที่ถูกบีบจะเข้ารหัสรูปร่างของกราฟสองกราฟ จำนวนโฟตอนที่ตรวจพบในตอนท้ายของการคำนวณสะท้อนให้เห็นว่ากราฟเหล่านั้นมีโครงสร้างที่เหมือนกันมากน้อยเพียงใด การวิเคราะห์ความคล้ายคลึงกันของกราฟนี้จะไม่ง่ายที่จะนำไปใช้กับคอมพิวเตอร์ควอนตัมเครื่องอื่น กล่าว
ขนาดที่เล็กของชิป เป็นอีกหนึ่งข้อได้เปรียบหลัก ชุนทาโร ทาเคดะนักฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยโตเกียว ประเทศญี่ปุ่น ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษากล่าวว่า การทดลองบีบแสงก่อนหน้านี้ต้องใช้โต๊ะขนาดใหญ่ที่เต็มไปด้วยองค์ประกอบทางแสงขนาดใหญ่ เช่น กระจกและเลนส์ ในมุมมองเทคโนโลยี
การผสานรวมบนชิปอย่าง Xanadu จะขาดไม่ได้สำหรับการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมออปติกขนาดใหญ่สำหรับใช้งานทั่วไปในอนาคตนักวิจัยข้อมูลควอนตัมแห่งมหาวิทยาลัยแอริโซนาในสหรัฐฯ ซึ่งไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษากล่าวว่าความสามารถในการคำนวณมากกว่าหนึ่งรายการถือเป็นก้าวกระโดด
ไปข้างหน้าสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใช้แสง เขาตั้งข้อสังเกตว่าในอดีตอุปกรณ์ที่คล้ายกันสามารถรันโค้ดได้เพียงประเภทเดียว และไม่สามารถตั้งโปรแกรมให้ทำงานต่างๆ กันสำหรับผู้ใช้ที่แตกต่างกันได้ ความสามารถในการเข้าถึงของชิป Xanadu ผ่านบริการคลาวด์เป็นประโยชน์เพิ่มเติม เขากล่าว
ผลของการสูญเสียโฟตอน เพื่อให้อุปกรณ์ของพวกเขามีประโยชน์สำหรับฐานกว้างของโปรแกรมเมอร์ควอนตัมในอนาคต นักวิทยาศาสตร์ของ Xanadu ยังคงต้องเอาชนะความท้าทายทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม ตัวอย่างเช่น ในการตั้งค่าปัจจุบัน โฟตอนจำนวนมากจะสูญหายไปขณะเดินทาง
ผ่านชิป
เนื่องจากข้อบกพร่องเล็กๆ น้อยๆ ในโครงสร้างของชิป จางกล่าวว่าวิศวกรรมชิปที่สมบูรณ์แบบยิ่งขึ้นและการพัฒนารหัสที่คำนึงถึงการสูญเสียโฟตอนอาจมีความสำคัญสำหรับอุปกรณ์รุ่นต่อไปในอนาคต ชิปในอนาคตจะต้องจัดการกับข้อมูลมากขึ้น และแสงที่มากขึ้น ก่อนที่มันจะมีประสิทธิภาพ
ตัวอย่างหนึ่งของปัญหาที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบคลาสสิกและแบบออปติคอลสามารถเผชิญหน้ากันได้นั้นเกี่ยวข้องกับการจำลองพฤติกรรมของโมเลกุลจำนวนมาก “คุณแสดงให้เห็นได้ไหมว่าอัลกอริทึมแบบคลาสสิกในการจำลองปัญหาดังกล่าวกลายเป็นเรื่องยากในขณะที่อัลกอริทึมควอนตัม
ยังคงช่วยให้คุณได้รับคำตอบจริงๆ” จางถาม ทีม Xanadu กล่าวว่าการตอบคำถามนี้เป็นรายการถัดไปในวาระการประชุมของพวกเขา อย่างไรก็ตาม พวกเขาได้วัดควอนตัมเนสของอุปกรณ์ของตนแล้วโดยแสดงให้เห็นว่าการประมาณกลไกของมันด้วยแบบจำลองคลาสสิกบางรุ่นอาจเป็นเรื่องยากมาก
ของแสงที่ตัดกันอย่างมีนัยสำคัญ และเพื่อนร่วมงานของเขาทำกระจกเงาด้านบนนี้จากส่วนผสมของซิลิคอนไนไตรด์และซิลิกอนไดออกไซด์ โดยลดจำนวนชั้นของกระจกนี้ให้เหลือเพียง 16 ชั้น
แม้จะมีการดัดแปลงนี้ แต่การประดิษฐ์อุปกรณ์นั้นไม่ใช่เรื่องง่าย ส่วนหนึ่งเป็นเพราะงาน
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
