目前，愛(ài)爾蘭科克大學(xué)的廷德?tīng)枃?guó)家研究院發(fā)現(xiàn)了一種能夠使量子點(diǎn)發(fā)光二極管產(chǎn)生糾纏光子的新方法。相關(guān)研究人員形容這一成就為“基于材料的易獲取性，這是構(gòu)建大規(guī)模量子計(jì)算的重大進(jìn)展”。
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Emanuele Pelucchi博士，是納米結(jié)構(gòu)外延及物理研究的帶頭人同時(shí)也是愛(ài)爾蘭科學(xué)基金會(huì)成員——曾資助建立科克大學(xué)光子集成中心。他表示，這項(xiàng)研究未來(lái)將可能用于量子計(jì)算的研究，以加速量子技術(shù)的應(yīng)用。
量子計(jì)算被廣泛認(rèn)為是下一代全球計(jì)算的革新技術(shù)。谷歌、英特爾和IBM等巨頭公司目前在該領(lǐng)域已投資百萬(wàn)，這將促進(jìn)更快、更有效的處理實(shí)現(xiàn)，以迎合未來(lái)計(jì)算、高速網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)加密及其他應(yīng)用，例如國(guó)防、安全、傳感等。
“量子躍遷”： 廷德?tīng)枃?guó)家研究院Emanuele Pelucchi博士
快于預(yù)期的實(shí)現(xiàn)
目前，Pelucchi博士和他在廷德?tīng)柕膱F(tuán)隊(duì)已實(shí)現(xiàn)了他們所謂的“量子躍遷”，開(kāi)發(fā)了一項(xiàng)能夠更早迎來(lái)量子計(jì)算機(jī)的技術(shù)。
傳統(tǒng)數(shù)字計(jì)算依賴(lài)于二進(jìn)制開(kāi)關(guān)，而量子計(jì)算利用事件的量子態(tài)——比如糾纏光子或原子的多重狀態(tài)——實(shí)現(xiàn)信息編碼。理論上，這能夠促進(jìn)更快更強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)處理，但目前的相關(guān)技術(shù)難以支撐大規(guī)模開(kāi)發(fā)。
廷德?tīng)柕难芯咳藛T已經(jīng)研究出能夠產(chǎn)生糾纏光子的量子點(diǎn)發(fā)光二極管的相關(guān)方案，理論上可用于量子計(jì)算中的信息編碼。Pelucchi解釋?zhuān)@不是LED產(chǎn)生糾纏光子的唯一方案，但是就像在《自然光子學(xué)》文章中所描述的，該方法和材料對(duì)于量子技術(shù)的未來(lái)具有重要影響。
創(chuàng)新之處在于設(shè)計(jì)了一個(gè)可伸縮的電動(dòng)量子點(diǎn)陣列，其采用了易于獲得的材料和傳統(tǒng)的半導(dǎo)體制造技術(shù)。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)糾纏光子源位置的直接獲取。該方法的關(guān)鍵技術(shù)在于量子點(diǎn)的位置控制和大規(guī)模制造技術(shù)，它們的發(fā)展將促進(jìn)支撐量子計(jì)算技術(shù)更廣泛使用。
工作原理
廷德?tīng)栄芯吭菏褂昧思{米技術(shù)給金字塔狀的量子點(diǎn)陣列上電以使其產(chǎn)生糾纏光子。利用錐狀結(jié)構(gòu)固有的納米特性,特別是對(duì)于設(shè)計(jì)的、自組裝垂直量子線(xiàn)，能夠有選擇地對(duì)量子點(diǎn)進(jìn)行電流注入。文章報(bào)道的結(jié)果是實(shí)現(xiàn)量子光子集成電路設(shè)計(jì)的重要一步，為數(shù)以千計(jì)甚至更多同步運(yùn)行的量子信息處理任務(wù)奠定基礎(chǔ)。
廷德?tīng)枃?guó)家研究院的CEO Kieran Drain博士表示，“看到廷德?tīng)柕难芯抗ぷ鞑粩鄬?shí)現(xiàn)新的突破是一件非常振奮人心的事，特別是對(duì)于量子計(jì)算的發(fā)展將會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。由Pelucchi博士及他的團(tuán)隊(duì)做出的重大突破強(qiáng)化了我們對(duì)量子計(jì)算的利用機(jī)會(huì)和能力，同時(shí)毋庸置疑地加速了國(guó)際上在這一領(lǐng)域的發(fā)展。廷德?tīng)柕腎PIC團(tuán)隊(duì)做出的光子學(xué)創(chuàng)新正在多個(gè)行業(yè)進(jìn)行商業(yè)化，可以這樣說(shuō)，我們對(duì)這一領(lǐng)域的投資、人才和研究直接推動(dòng)了全球創(chuàng)新。
