Kvantandmetöötlus kujutab endast potentsiaalset läbimurdetehnoloogiat, mis võib teatud ülesannete puhul ületada tänapäevaste arvutussüsteemide tehnilised piirangud. Praktiliste ja suuremahuliste{2}}kvantarvutite kokkupanek on aga endiselt keeruline, eriti keeruliste ja delikaatsete tehnikate tõttu.
Mõnes kvantarvutussüsteemis jäävad üksikud ioonid (laetud aatomid, näiteks strontsium) kinni ja puutuvad kokku elektromagnetväljadega, sealhulgas laservalgusega, et tekitada teatud efekte, mida kasutatakse arvutuste tegemiseks. Sellised ahelad nõuavad paljude erinevate lainepikkuste valguse sisestamist seadme erinevatesse kohtadesse, mis tähendab, et arvukalt laserkiire tuleb õigesti korraldada ja edastada määratud piirkonda. Sellistel juhtudel muutuvad raskuseks paljude erinevate valguskiirte edastamise praktilised piirangud piiratud ruumis.
Selle probleemi lahendamiseks uurisid Osaka ülikooli teadlased ainulaadseid viise valguse edastamiseks piiratud ruumis. Nende töö paljastas energiatõhusa-nanofotoonilise ahela, mille lainejuhtide külge on kinnitatud optilised kiud, mis edastavad sihtkohta kuus erinevat laserkiirt. Tulemused on avaldatud aastalAPL Quantum.
"Skaleeritavad ja praktilised meetodid lõksu jäänud -ioonkvantarvutitega seotud fotooniliste ahelate konfigureerimiseks laservalguse edastamiseks pole veel välja töötatud," ütleb autor Alto Osada. "Selle väljakutse ületamiseks tahtsime luua tõhusa meetodi, mis arvestaks ioonilõksu kõigi püüdmistsoonidega."
Uuringu osana tuli lainejuhid vooluringi sees loominguliselt jagada ja ümber paigutada, et edastada erinevad laserkiired õigetesse kohtadesse. Disainid pidid arvestama ka laserkiiri iseseisva välja- ja sisselülitamise võimalusega, pakkudes samal ajal suurimat võimalikku energiatõhusust.
Saadud lainejuhimustrid näevad välja keerukad,{0}}pilkupüüdvad seinavaibad, kui laserkiired ristuvad üksteise kohal ja liiguvad läbi vooluahelate.
"Meie töö näitab, et see lähenemisviis võib lubada mitusada kubitti ühel kiibil, " juhib Osada tähelepanu. Qubits viitab kvantarvutuse põhiühikutele, mille alusel töötavad kvantalgoritmid, et lahendada reaalmaailma probleeme.
Teadlased kasutasid mustrite moodustamiseks kahte lähenemisviisi, mida nimetatakse mullide sortimiseks ja plokipõhiseks dubleerimiseks. Leiti, et mõlemal mustril on eelised, kusjuures teadlased väitsid, et nende kahe vahel valik sõltub sellistest teguritest nagu vajalike laserkiirte arv ja fotooniliste elementide kadu. Uuring tõi edukalt esile lainejuhtide keeruliste mustrite kasutamise teostatavuse ja potentsiaali vooluringides, et viia valguskiired lõksu jäänud ioonidesse.
See uurimus annab põnevaid järeldusi, et sama kontseptsiooni saab rakendada mitte ainult kvantarvutustes, vaid ka täiustatud optiliste süsteemide valmistamisel, mis kujutab endast olulist tehnoloogilist läbimurret paljude rakendustega.
