Photon Sifter가 모든 광학 양자 컴퓨터의 문을 엽니다.

스위스 바젤 대학교 연구팀은 이번 주 단일 광자를 클러스터에서 분리하는 새로운 방법을 발표했습니다. 이 새로운 방법을 통해 연구자들은 분자 수준에서 상호작용을 더욱 효과적으로 제어할 수 있습니다. 특히, 많은 연구자들은 다중 광자 구조에서 단일 광자를 분리하는 것을 이 기술을 활용하여 전 세계 슈퍼컴퓨터를 비롯한 다양한 분야에 활용하기 위한 중요한 단계로 보고 있습니다. 알아두어야 할 사항은 다음과 같습니다.

체질 연구

엔지니어들은 Sifter 장치가 어떻게 이 작업을 안정적이고 효과적으로 수행할 수 있는지 보여주고자 했습니다. 이 시스템은 양자점이라고 알려진 단일 차원 원자를 생성할 수 있는 양자 방출기를 통합합니다. 흥미롭게도, 공부 체질기 메커니즘이 광자를 채널링하여 광자가 혼자인지 다른 광자와 연결되어 있는지에 따라 분리하는 방법을 탐구합니다. 이 작업을 수행하기 위해 팀은 Jaynes-Cummings 모델을 약간 변경했습니다.

Jaynes-Cummings 모델의 변형

제인스-커밍스 모델은 1963년 넘게 양자 광학의 발전에 기여해 왔습니다. 에드윈 제인스와 프랭크 커밍스는 XNUMX년 이 모델을 세상에 처음 선보였으며, 그 이후로 이 분야에 중요한 역할을 해왔습니다. 특히 이 모델은 빛과 물질의 상호작용에 대한 연구자들의 이해를 크게 향상시켰는데, 여기에는 XNUMX준위 원자가 양자화된 전자기장과 상호작용하는 방식이 포함됩니다. 이러한 요소들 덕분에 제인스-커밍스 모델은 새로운 공식을 개발하는 데 이상적인 모델이 되었습니다.

연구자들이 연구를 위해 극복해야 했던 Jaynes-Cumming 모델에는 몇 가지 단점이 있었습니다. 연구팀은 이 모델이 피크 커플링 효율(𝛽 인자)과 낮은 위상차 모멘트를 정확히 파악하기 어렵게 만든다는 것을 발견했습니다. 그래서 그들은 양자점을 활용하여 추가 기능을 달성하는 변형을 만들었습니다.

Sifter 이론 테스트

체질 이론을 시험하는 첫 번째 단계는 반도체 양자점을 만드는 것이었습니다. 이 단일 층 광자는 1차원 원자를 나타내며, 그런 다음 마이크로 캐비티에 배치되었습니다. 이 마이크로 캐비티는 반사성 내부 벽을 가지고 있었고, 엔지니어가 𝛽 및 기타 요소를 조정할 수 있도록 열려 있었습니다.

레이저

약한 레이저를 20nm 폭의 반도체 섬과 함께 사용하여 마이크로 캐비티의 반사 벽을 표적으로 삼았습니다. 이 연구를 위해 레이저는 두 개의 거울 분리를 통해 활성화되기 전에 캐비티의 부분적으로 투명한 벽에 초점을 맞추었습니다. 굴절된 빛은 광자를 분리하도록 특별히 각도가 조정된 반파장판이 있는 빔 분할기 설정으로 향했습니다. 또한 빔 분할기는 편광에 민감하도록 제작되어 더 효과적으로 걸러내는 데 도움이 되었습니다.

특히, 스플리터는 다중 광자 클러스터가 아닌 개별 포트로 단일 광자를 자동으로 유도했습니다. 또한, 시스템은 얼마나 많은 광자가 양자점과 상호 작용하여 에너지의 실제 상태를 결정했는지 측정했습니다. 양자점은 광자를 흡수하고 다양한 상호 작용에 따라 빛을 방출하기 때문에 이 작업에 이상적입니다.

결과

연구자들은 체질이 단일 광자를 클러스터에서 정확하게 분리한다는 것을 발견했습니다. 이 연구는 또한 엔지니어들이 약한 레이저를 사용하여 투과율에서 99.2%의 소멸을 달성할 수 있다는 것을 보여주었습니다. 또한, 새로운 데이터는 XNUMX차 상관 함수를 포함한 몇 가지 흥미로운 결과를 보여주었습니다.

인상적인 점은, 이 체질기를 통해 메커니즘을 통과하는 광자의 양을 정확하게 분리하고 측정할 수 있다는 것입니다. 이 기능은 광자 묶음을 확인하고, 상태에 따라 광자를 분리하고, 광자 여기 수준을 더 잘 모니터링하는 기능이 모두 이 기술을 사용하여 차세대 컴퓨터 등에 전력을 공급하는 데 중요한 단계이기 때문에 앞으로 새로운 기회를 열어줄 것입니다.

잠재적 사용 사례

이 기술은 다양한 잠재적 활용 사례가 있습니다. 이 기술의 주요 연구 분야는 새로운 광자 논리 게이트 개발입니다. 양자 논리는 오늘날의 초고속 양자 컴퓨터에서 중요한 역할을 합니다. 그러나 과학적 근거가 충분하지 않아 지금까지 100% 완전 광 양자 컴퓨터 광자 논리 게이트를 개발하는 데 어려움을 겪었습니다. 이번 최신 연구는 이러한 시스템이 마침내 발전할 수 있는 문을 열어주었습니다.

광자 체질기의 이점

광자 체질 연구는 여러 가지 이점을 보여줍니다. 첫째, 이 기술은 연구자들이 빛과 빛이 단일 광자 기준으로 세상과 어떻게 상호 작용하는지 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것입니다. 이 수준의 심층적 모니터링은 이전에는 불가능했습니다. 따라서 많은 사람들은 이 획기적인 발전이 인류가 빛의 힘과 속도를 더 잘 활용하여 모두를 더 나은 방향으로 이끌 수 있을 것이라고 믿습니다.

광자 통계 제어

이 연구는 광자를 단일 원소로 분류하는 신뢰할 수 있는 방법을 최초로 개발했다는 ​​점에서 또 다른 이점을 제공합니다. 이 기능을 통해 엔지니어는 강한 뭉침(strength)에서 반뭉침(antibunching)과 같은 상태를 판별하여 단일 광자 수준에서 빛을 전력으로 변환하는 작업을 수행할 수 있는 장치를 개발하여 새로운 시대의 효율성을 확보할 수 있습니다.

연구원

이 프로젝트를 주도한 연구자들은 스위스 바젤 대학교의 리차드 워버튼이 이끌었습니다. 이 팀은 광자 체질 방법을 성공적으로 시연했으며 이제 앞으로 몇 달 동안 연구를 확장하려고 합니다. 그들의 연구는 수십 년간의 양자 연구를 바탕으로 하고 있으며 양자 연구의 다음 장을 여는 데 도움이 될 것입니다.

Photon Sifter 연구로부터 이익을 얻을 수 있는 두 회사

여러 주요 기술 기업들이 이 연구 결과를 활용하여 제품과 서비스를 개선할 수 있습니다. 이러한 기업들은 이미 양자 컴퓨팅 분야에서 독점적인 지위를 확보하고 있습니다. 따라서 이 발견을 활용함으로써 향후 더 큰 수익을 창출할 수 있을 것입니다.

1. 하니웰

(HON )

허니웰은 양자 컴퓨터 분야의 선구자입니다. 이 제조업체는 여러 산업에 걸쳐 있으며 1906년부터 운영되어 왔습니다. 노스캐롤라이나에 본사를 둔 이 회사는 시장에 항공우주 및 건축 기술을 제공하며 오늘날 가장 잘 알려진 주식 중 하나입니다.

특히, Honeywell은 1999년 AlliedSignal과 합병한 직후 명성을 얻기 시작했습니다. 이 합병에 이어 1.2년에 2002억 달러에 Universal Oil Products를 인수했습니다. 오늘날 Honeywell은 시장에서 지배적인 세력으로 남아 있습니다. 제품에는 환경 제어 시스템, 전력 시스템, 엔진 시스템 액세서리, 안전 및 생산성 솔루션, 자동화 및 제어 네트워크 등 다양한 제품이 포함됩니다.

Honeywell은 여러 가지 이유로 트레이더들에게 강력한 "보유"입니다. 첫째, 이 회사는 Fortune 115에서 500위를 차지했으며 작년에 Fortune 잡지에서 "세계에서 가장 존경받는 기업" 중 하나로 인정받았습니다. 현재 Honeywell은 95,000명 이상의 숙련된 전문가를 고용하고 있습니다. 또한 36.66년 매출이 2023억 XNUMX천만 달러로, 양자 컴퓨터 부문에서 가장 큰 수익을 올린 기업 중 하나가 되었습니다. 이러한 요인으로 인해 Honeywell은 주시해야 할 주식이 되었는데, 다가올 수익 보고서가 이 자산에 대한 추가 수요를 창출할 수 있기 때문입니다.

2. 아르킷 퀀텀 ARQQ

(AARQ )

Arqit Quantum은 양자 컴퓨터 공격으로부터 보호 기능을 제공하는 영국 사이버 보안 회사입니다. 이 초강력 장치는 언젠가 컴퓨터 세계를 지배할 것입니다. 이러한 성능은 차세대 컴퓨팅에 이상적이지만, 동시에 오늘날 사이버 보안 전문가들에게 큰 위협이 될 수 있습니다.

고도로 안전하고 양자에 강한 시스템에 대한 수요를 인식한 David John Williams, David James Bestwick, Geoffrey Taylor는 Arqit Quantum을 설립했습니다. 그들의 독특한 접근 방식에는 Platform-as-a-Service(Paas) 및 QuantumCloud 스토리지 옵션을 제공하는 것이 포함됩니다. 둘 다 사용자를 양자 컴퓨터 해킹 위협으로부터 보호합니다.

Arqit Quantum은 8월에 대부분의 기술 부문이 손실을 겪으면서 일부 가치 손실을 보았습니다. 그러나 이 회사는 특히 전 세계적으로 증가하는 사이버 전쟁 위협을 고려할 때 많은 상승 잠재력을 가지고 있습니다. Arqit Quantum의 고유한 양자 안전 대칭 키 계약 암호화 플랫폼은 필요할 때 엔터프라이즈 수준의 보호를 제공합니다.

Arqit Quantum은 최근 Sparkle과 전략적 파트너십을 맺어 Network-as-a-Service Proof of Concept(PoC)를 만들었으며, 이를 통해 Arqit 시스템의 양자 해킹에 대한 효과를 입증하는 데 도움이 될 수 있습니다. 분석가들은 회사가 과학 연구에 대한 찬사를 계속 받으면서 이 자산에서 어느 정도 성장할 것으로 예측합니다.

Arqit Quantum은 작년에만 사이버 혁신상, 올해의 사이버 보안 소프트웨어 회사상을 수상했으며, 양자 컴퓨팅에 대한 획기적인 연구로 2023년 공학기술기관(IET) 어워드에서 상을 수상했습니다.

미래는 양자입니다

컴퓨팅 파워가 국가 안보는 물론 그 이상의 핵심 요소가 되었다는 것은 의심의 여지가 없습니다. 전 세계 도시들이 스마트화됨에 따라 이러한 시스템은 사람들의 일상생활에서 점점 더 중요한 역할을 하게 될 것입니다. 따라서 대부분의 사람들은 양자 기술이 해롭지 않은 방식으로 완벽하고 보호되어야 한다는 데 동의합니다.

광자 체질기 - 광학 양자 컴퓨팅의 잠금 해제

세계는 양자 컴퓨팅 시대로 계속 나아가고 있습니다. 이러한 장치는 이제 그 어느 때보다 작고 쉽게 구할 수 있습니다. 미래에는 모든 사람이 상업적으로 이용할 수 있게 되어 시장 전반에 새로운 기회가 열릴 것입니다. 현재로서는 광자 선별기가 이진 컴퓨팅에서 양자 옵션으로 진화하는 데 중요한 요소입니다.

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