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    Os interferômetros virtuais podem superar problemas de escala para computadores quânticos ópticos

    A óptica linear baseada em medição implementa um enorme interferômetro multimodo que consiste em divisores de feixe (verde) e atrasos de fase (azul). O tamanho do interferômetro virtual pode ser de muitas centenas ou milhares de elementos ópticos, apesar do pequeno tamanho do experimento físico. Crédito:R Alexander et al / APS

    Não é o tamanho do interferômetro que importa; é como você o usa. Portanto, reivindique uma equipe de pesquisadores da Universidade RMIT, a University of Sydney e a University of Technology Sydney, que desenvolveram uma maneira inteiramente nova de implementar interferômetros em grande escala que miniaturizarão dramaticamente os circuitos de processamento óptico.

    O time, em um artigo publicado em Cartas de revisão física , mostrou que um interferômetro físico de pequena escala pode fazer o trabalho de um muito maior, aproveitando os resultados de descoberta recentes em informações quânticas. A técnica foi apelidada de 'óptica linear baseada em medição'.

    "Uma vantagem clara de nossa abordagem é que ela aproveita os métodos compactos existentes para gerar estados de cluster em grande escala - um recurso para computação quântica, "diz o autor principal, Dr. Nicolas Menicucci.

    "Seis divisores de feixe e algumas fontes de luz comprimida nos dão o potencial de acessar redes ópticas virtuais de um tamanho imenso."

    De acordo com o primeiro autor, Dr. Rafael Alexander, a engenharia de interferômetros convencionais que compreendem centenas ou mesmo milhares de elementos ópticos é uma tarefa difícil, mas importante, que é essencial para a implementação de computadores quânticos ópticos totalmente funcionais.

    "Encontramos uma nova abordagem para lidar com este problema, inspirando-nos no teletransporte quântico, "diz o Dr. Alexander.

    "A óptica linear baseada em medição contorna muitos dos desafios enfrentados pela abordagem óptica convencional usando grandes interferômetros virtuais em vez de físicos. Ao aplicar uma sequência específica de medições a um estado de cluster de variável contínua, as próprias medições programam e implementam o interferômetro, " ele disse.

    "Usamos um estado de aglomerado gigantesco composto de modos de luz correlacionados no tempo ou frequência, que pode ser gerado usando apenas um ou dois osciladores paramétricos ópticos (que implementam compressão óptica) e apenas um punhado de divisores de feixe. "

    Os colaboradores experimentais da equipe já demonstraram a tecnologia, gerando estados de cluster compostos por mais de 1 milhão de modos emaranhados.

    "A óptica linear baseada em medição tem o potencial de remodelar a forma como pensamos sobre a interferência da luz, "diz o Dr. Menicucci.

    "Ele transporta a escalabilidade demonstrada de estados de cluster de variável contínua para uma ampla gama de aplicativos de óptica linear."

    O artigo também detalha uma técnica para superar o ruído usual (distorção) enfrentado por qualquer abordagem 'virtual' como esta, convertendo esse ruído em simples perda de fótons, o que é mais fácil de manusear. Isso abre a porta para novas abordagens para combater o ruído - um grande desafio enfrentado por todas as plataformas de computação quântica de grande escala.

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