นักวิทยาศาสตร์ และกลุ่มเลนส์ควอนตัมแบบปรับได้ที่มหาวิทยาลัย ในเนเธอร์แลนด์ได้สร้างตัวประมวลผลควอนตัมโฟโตนิกสากลที่ใหญ่ที่สุดจนถึงปัจจุบัน โปรเซสเซอร์ทำงานโดยใช้การเลื่อนเฟสที่ปรับได้กับสัญญาณออปติคอลที่ดำเนินผ่าน 12 โหมด จากนั้นจึงรวมสัญญาณในสัดส่วนที่ปรับได้ ความแม่นยำของการประดิษฐ์ทำให้โฟตอนเดี่ยวสามารถรบกวนขณะที่พวกมันแพร่กระจาย ทำให้โปรเซสเซอร์
สามารถดำเนินการ
ควอนตัมได้ แม้ว่าจะยังไม่อยู่ในระดับที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าเครื่องจักรแบบดั้งเดิมก็ตามอุปกรณ์ใหม่นี้รับสัญญาณออปติคอลอินพุต 12 ตัว ประมวลผลและแสดงผลออกมาทางออปติคัล ทั้งหมดนี้ใช้ความยาวคลื่นโทรคมนาคมมาตรฐาน การกำหนดค่าโทนิคของอุปกรณ์ นั่นคือ การเลื่อนเฟสและสัดส่วน
ของแต่ละสัญญาณที่ผสานกัน จะเป็นตัวกำหนดลักษณะของงานการประมวลผล และผู้ใช้สามารถกำหนดค่านี้ใหม่ได้โดยเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลทั่วไป ด้วยวิธีนี้ อุปกรณ์สามารถตั้งโปรแกรมให้ทำงานการประมวลผลใด ๆ ที่สามารถรับรู้ได้ด้วยชุดการรวมออปติคอลและขั้นตอนการเปลี่ยนเฟส
โปรเซสเซอร์โทนิคและวิศวกรรมที่ละเอียดอ่อนในการดำเนินการตามขั้นตอนเหล่านี้ อุปกรณ์จะใช้ชุดของส่วนประกอบออปติกที่เรียกว่าตัวเปลี่ยนเฟสที่ปรับได้และการรวมลำแสงที่ปรับได้ หลังประกอบด้วยการควบรวมสองลำแสงที่รวมคู่ของลำแสงอินพุตในสัดส่วนที่เท่ากัน บวกกับตัวเปลี่ยนเฟส
ที่ปรับได้ กุญแจสำคัญในการทำให้ระบบสามารถกำหนดค่าใหม่ได้คือต้องควบคุมตัวเปลี่ยนเฟสภายในวงจรโทนิคของโปรเซสเซอร์ได้อย่างสมบูรณ์ โดยที่ตัวเปลี่ยนเฟสแต่ละตัวจะเป็นฮีตเตอร์ที่เหนี่ยวนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ปรับแต่งมาอย่างดีและเฉพาะเจาะจงในความยาวเส้นทางที่มีประสิทธิภาพ
ของการผ่าน สัญญาณแสงผ่านปรากฏการณ์ที่เรียกว่าเทอร์โมออปติกเอฟเฟกต์ ด้วยการตอบสนองความต้องการทางเทคนิคสำหรับโหมด 12 โหมด ตั้งแต่การสร้างไมโครโฟนิกคุณภาพสูงของท่อนำคลื่นโทนิค (เส้นทางออปติคัล) ไปจนถึงการสร้างกลไกที่รวดเร็วในการทำให้วงจรโทนิคมีเสถียรภาพ
อุณหภูมิ
ทีมงานจึงบันทึกจำนวนของชิปบนชิป โหมดที่มีการกำหนดค่าที่ตั้งโปรแกรมได้ที่สามารถประมวลผลอินพุตออปติคัลควอนตัม (เช่น โฟตอนเดียว) กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความน่าจะเป็นที่จะสูญเสียโฟตอนเดียวภายในโปรเซสเซอร์นั้นต่ำ และยิ่งกว่านั้น โฟตอนเดียวที่เหมือนกันซึ่งฉีดไปยังอินพุตต่างๆ
ของโปรเซสเซอร์จะไม่ปรากฏแตกต่างกันที่เอาต์พุต ผลลัพธ์เหล่านี้ได้รับการเผยแพร่ในวัสดุสำหรับเทคโนโลยีควอนตัมการกำหนดลักษณะของโปรเซสเซอร์เพื่อหาปริมาณความสามารถในการกำหนดค่าใหม่ของโปรเซสเซอร์ ทีมงานได้เปลี่ยนการกำหนดค่าของโปรเซสเซอร์และทดสอบโดยใช้แสงเลเซอร์
(ให้อินพุตแบบดั้งเดิม) และตัวตรวจจับแสง เมื่อเปรียบเทียบการกำหนดค่าที่ได้รับในการทดสอบนี้กับการกำหนดค่าที่ต้องการ พวกเขาพบว่า “ความเที่ยงตรงของแอมพลิจูด” ซึ่งเป็นมาตรวัดความคล้ายคลึงกันระหว่างการกำหนดค่าต่างๆ มีค่าประมาณ 93% ซึ่งขยายไปถึง 98% สำหรับการกำหนดค่าเป้าหมาย
นักวิจัยยังได้ประเมินการสูญเสียแสงของโปรเซสเซอร์ด้วยการตั้งค่าอินพุตและเอาต์พุตเดียวกัน พวกเขาพบว่าค่านี้ต่ำถึง 17% โดยเฉลี่ย แม้ว่าจะมีการสูญเสียเพิ่มเติมจำนวนมากเกิดขึ้นที่ขั้วต่ออินพุตและเอาต์พุต ในที่สุด พวกเขาแสดงความสามารถของโปรเซสเซอร์ในการรักษาลักษณะที่เหมือนกัน
ของโฟตอนเดียว ทีมทำสิ่งนี้โดยฉีดโฟตอนเดี่ยวที่เหมือนกันสองตัวพร้อมกันและสังเกตปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการรบกวน Hong-Ou-Mandel ที่เครื่องตรวจจับโฟตอนเดียวที่เชื่อมต่อกับเอาต์พุต พวกเขาพบว่าการรบกวนบนชิปมีการมองเห็นเช่นเดียวกับการรบกวนนอกชิปของโฟตอนที่ฉีดเข้าไปสองตัว
ซึ่งหมายความว่าโฟตอนเดี่ยวที่เอาต์พุตของชิปจะเหมือนกับที่อินพุตขั้นตอนถัดไปแม้ว่าโดยหลักการแล้วโปรเซสเซอร์นี้สามารถสร้างแกนหลักของคอมพิวเตอร์ควอนตัมออปติคัลสากลที่มีประสิทธิภาพ แต่การประดิษฐ์อุปกรณ์อื่น ๆ ที่จำเป็นสำหรับคอมพิวเตอร์ดังกล่าวจะเรียกร้องทางเทคนิคมากกว่ามาก
อย่างไรก็ตาม
มีปัญหาทางการคำนวณอย่างหนึ่งที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าโปรเซสเซอร์ในลักษณะนี้สามารถทำงานได้ดีกว่าคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก (สถานการณ์ที่เรียกว่า “ความยิ่งใหญ่ของควอนตัม” หรือ “ความเป็นอันดับหนึ่งของควอนตัม”) โดยไม่มีอุปกรณ์ที่หรูหรากว่า ปัญหานี้เรียกว่าการสุ่มตัวอย่างโบซอน
และเกี่ยวข้องกับการทำนายเอาต์พุตของตัวประมวลผลในสถานการณ์พิเศษเพื่อทำความเข้าใจวิธีการทำงานของการสุ่มตัวอย่างโบซอน ให้พิจารณาว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากเราฉีดโฟตอนเดียวที่เหมือนกันเข้าไปในโปรเซสเซอร์ โฟตอนแพร่กระจายผ่านโปรเซสเซอร์และปรากฏที่เอาต์พุต
ซึ่งตรวจพบโดยเครื่องตรวจจับโฟตอนเดียว แต่เครื่องตรวจจับใดจะพบโฟตอน? คำถามนี้เป็นไปไม่ได้ที่จะตอบโดยเนื้อแท้ แม้ว่าอินพุตและการกำหนดค่าจะเหมือนกันทุกประการ แต่ตัวตรวจจับที่แตกต่างกันจะเปิดใช้งานที่เอาต์พุตทุกครั้งที่เราทำการทดสอบ อย่างไรก็ตาม หากเราทำการทดสอบหลายๆ ครั้ง
เราสามารถเตรียมตัวอย่างทางสถิติที่แสดงถึงความน่าจะเป็นของเหตุการณ์การตรวจจับต่างๆ ประเด็นที่น่าสนใจในที่นี้ จากมุมมองของการคำนวณก็คือ สำหรับโหมดจำนวนมากพอบางรายการ อธิบายต่อไปว่าในขณะที่ระบบที่เขาและเพื่อนร่วมงานของเขาพัฒนาขึ้นสามารถทำการทดลองสุ่มตัวอย่างโบซอนได้
“อำนาจสูงสุดทางควอนตัมไม่ได้เกิดขึ้นจาก 12 โหมด” อย่างไรก็ตาม เขาและสมาชิกคนอื่นๆ ในกลุ่มวิจัยซึ่งนำกำลังพัฒนาโปรเซสเซอร์ “เรากำลังดำเนินการปรับปรุงข้อมูลจำเพาะของระบบ เช่น การลดการสูญเสียแสง และเพิ่มจำนวนโหมด เราคาดว่าจะเปิดตัวโปรเซสเซอร์ที่มี 50 โหมดในปี 2565”
credit: sellwatchshop.com kaginsamericana.com NeworleansCocktailBlog.com coachfactoryoutletswebsite.com lmc2web.com thegillssell.com jumpsuitsandteleporters.com WagnerBlog.com moshiachblog.com
