Technology NewsSci-Techபுதிய அளவீடுகள் குவாண்டம் எதிர்காலத்தின் ஒரு பார்வையை வழங்குகின்றன

புதிய அளவீடுகள் குவாண்டம் எதிர்காலத்தின் ஒரு பார்வையை வழங்குகின்றன

-


மைக்ரோ ரிங் ரெசனேட்டர்

மைக்ரோ-ரிங் ரெசனேட்டர், ஒரு மூடிய வளையமாக இங்கே காட்டப்பட்டுள்ளது, உயர் பரிமாண ஃபோட்டான் ஜோடிகளை உருவாக்கியது. பல்வேறு அதிர்வெண்கள் அல்லது வண்ணங்கள், ஒளி மற்றும் கலப்பு அதிர்வெண்களின் கட்டங்களைக் கையாளுவதன் மூலம் ஆராய்ச்சியாளர்கள் இந்த ஃபோட்டான்களை ஆய்வு செய்தனர், இது குறுக்குவெட்டு பல வண்ணக் கோடுகளால் காட்டப்பட்டுள்ளது. கடன்: யுன்-யி பை/ORNL, அமெரிக்க எரிசக்தி துறை

பல நிறுவனக் குழு, குவாண்டம் அதிர்வெண் சீப்புகளில் குறியிடப்பட்ட உயர் பரிமாண க்யூடிட்களை, ஒரு வகையான ஃபோட்டான் மூலமாக, ஏற்கனவே இருக்கும் சோதனை மற்றும் கணக்கீட்டு ஆதாரங்களைப் பயன்படுத்தி ஒற்றை ஆப்டிகல் சிப்பில் அளவிடும் திறமையான முறையை உருவாக்கியுள்ளது.

“குடிட்” என்ற வார்த்தை எழுத்துப் பிழையாகத் தோன்றினாலும், குவாண்டம் பிட்டின் குறைவாக அறியப்பட்ட இந்த க்யூபிட், அதிக தரவைக் கொண்டு செல்லும் திறனைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் அதிக சத்தத்தை எதிர்க்கும் திறன் கொண்டது, மேம்படுத்த இரண்டு முக்கிய பண்புகள் தேவை. குவாண்டம் நெட்வொர்க்குகளின் செயல்திறன், குவாண்டம் விசை விநியோக அமைப்புகள் மற்றும் இறுதியில் குவாண்டம் இணையம்.

தரவுகளை ஒன்று அல்லது பூஜ்ஜியங்களாக வகைப்படுத்தும் பாரம்பரிய கணினி பிட்களுக்கு மாறாக, குவிட்கள் ஒன்று, பூஜ்யம் அல்லது இரண்டின் மதிப்புகளை வைத்திருக்க முடியும். பல குவாண்டம் நிலைகள் ஒரே நேரத்தில் இருக்க உதவும் ஒரு நிகழ்வு சூப்பர்போசிஷன் காரணமாக இது ஏற்படுகிறது. Qudit இன் “d” என்பது ஃபோட்டானில் குறியிடப்படக்கூடிய பல்வேறு நிலைகள் அல்லது மதிப்புகளைக் குறிக்கிறது. பாரம்பரிய குவிட்கள் இரண்டு நிலைகளை மட்டுமே கொண்டிருக்கின்றன, ஆனால் அதிக நிலைகளைச் சேர்ப்பதன் மூலம் அவை குடிட்களாக மாறும்.

ஹ்சுவான் ஹாவ் லு மற்றும் ஜோசப் லுக்கன்ஸ்

இடமிருந்து, Hsuan-Hao Lu மற்றும் Joseph Lukens ஆகியோர் ORNL குவாண்டம் ஆய்வகத்தில் பணிபுரிகின்றனர். கடன்: ஜெனிவீவ் மார்ட்டின்/ORNL, அமெரிக்க எரிசக்தி துறை

இருந்து ஆராய்ச்சியாளர்கள் சுவிஸ் ஃபெடரல் இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் டெக்னாலஜி லொசேன், அல்லது EPFL, பர்டூ பல்கலைக்கழகம்மற்றும் யு.எஸ் எரிசக்தி துறையின் ஓக் ரிட்ஜ் தேசிய ஆய்வகம் 64-பரிமாண குவாண்டம் இடத்தை உருவாக்கி, தனித்த அதிர்வெண் முறைகளுக்கான முந்தைய சாதனையை நான்கு மடங்காக உருவாக்கி, சிக்கிய ஜோடி எட்டு-நிலை குடிட்களின் குணாதிசயத்தை சமீபத்தில் நிறைவு செய்தது. அவர்களின் கண்டுபிடிப்புகள் சமீபத்தில் பத்திரிகையில் வெளியிடப்பட்டன

“We’ve always known that it’s possible to encode 10- or 20-level qudits or even higher using the colors of photons, or optical frequencies, but the problem is that measuring these particles is very difficult,” said Hsuan-Hao Lu, a postdoctoral research associate at ORNL. “That’s the value of this paper — we found an efficient and novel technique that is relatively easy to do on the experimental side.”

Qudits are even more difficult to measure when they are entangled, meaning they share nonclassical correlations regardless of the physical distance between them. Despite these challenges, frequency-bin pairs — two qudits in the form of photons that are entangled in their frequencies — are well suited to carrying quantum information because they can follow a prescribed path through optical fiber without being significantly modified by their environment.

“We combined state-of-the-art frequency-bin production with state-of-the-art light sources, and then used our technique to characterize high-dimensional qudit entanglement with a level of precision that hasn’t been shown before,” said Joseph Lukens, a Wigner Fellow and research scientist at ORNL.

The researchers began their experiments by shining a laser into a micro-ring resonator — a circular, on-chip device fabricated by EPFL and designed to generate nonclassical light. This powerful photon source takes up 1 square millimeter of space — comparable in size to the point of a sharpened pencil — and allowed the team to generate frequency-bin pairs in the form of quantum frequency combs.

Typically, qudit experiments require researchers to construct a type of quantum circuit called a quantum gate. But in this case, the team used an electro-optic phase modulator to mix different frequencies of light and a pulse shaper to modify the phase of these frequencies. These techniques are studied extensively at the Ultrafast Optics and Optical Fiber Communications Laboratory led by Andrew Weiner at Purdue, where Lu studied before joining ORNL.

These optical devices are commonplace in the telecommunications industry, and the researchers performed these operations at random to capture many different frequency correlations. According to Lu, this process is like rolling a pair of six-sided dice and recording how many times each combination of numbers appears — but now the dice are entangled with each other.

“This technique, which involves phase modulators and pulse shapers, is heavily pursued in the classical context for ultrafast and broadband photonic signal processing and has been extended to the quantum avenue of frequency qudits,” Weiner said.

To work backward and infer which quantum states produced frequency correlations ideal for qudit applications, the researchers developed a data analysis tool based on a statistical method called Bayesian inference and ran computer simulations at ORNL. This accomplishment builds on the team’s previous work focused on performing Bayesian analyses and reconstructing quantum states.

The researchers are now fine-tuning their measurement method to prepare for a series of experiments. By sending signals through optical fiber, they aim to test quantum communication protocols such as teleportation, which is a method of transporting quantum information, and entanglement swapping, which is the process of entangling two previously unrelated particles.

Karthik Myilswamy, a graduate student at Purdue, plans to bring the micro-ring resonator to ORNL, which will enable the team to test these capabilities on the laboratory’s quantum local area network.

“Now that we have a method to efficiently characterize entangled frequency qudits, we can perform other application-oriented experiments,” Myilswamy said.

Reference: “Bayesian tomography of high-dimensional on-chip biphoton frequency combs with randomized measurements” by Hsuan-Hao Lu, Karthik V. Myilswamy, Ryan S. Bennink, Suparna Seshadri, Mohammed S. Alshaykh, Junqiu Liu, Tobias J. Kippenberg, Daniel E. Leaird, Andrew M. Weiner, and Joseph M. Lukens, 27 July 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-31639-z

The study was funded by the US Department of Energy, the National Science Foundation, the Air Force Office of Scientific Research, and the Swiss National Science Foundation. 



LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Latest news

அதிகமாக சாப்பிடுகிறதா? இந்த செல்கள் குற்றம் சாட்டலாம் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டுபிடித்துள்ளனர்

பசி இல்லாவிட்டாலும், கொழுப்பு அல்லது சர்க்கரை நிறைந்த உணவுகளை உட்கொள்ள எலிகளைத் தூண்டும் நியூரான்களின் தொகுப்பை ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்துள்ளனர்.மூளையின் ஒரு பகுதியான அமிக்டாலா அதிகமாக...

Everyone scolded.. But Kamal’s secret is.. The producer is moved

Actor Kamal Haasan has been acting in the film industry for more than 50 years. Everyone knows...

this gadget will save your life on more than one occasion, and with a 25% discount

It is perfect for when you go on a trip and do not stop taking photos and recording...

Queeta is killing..Manasah Alluriye!..Fans are drooling over Anupama…

Anupama is one of those actresses who came to Tamil cinema from Kerala and did not get a...

Samsung unveils its most special Galaxy Z Flip4

About a month ago we talked about a Samsung Galaxy Z Flip 4 truly exclusive that was...

Must read