लेजर कम्प्युटरहरू
प्रोसेसरहरूमा 1 GHz को घडी फ्रिक्वेन्सी प्रति सेकेन्ड एक अरब अपरेशन हो। धेरै, तर हाल औसत उपभोक्ताको लागि उपलब्ध उत्तम मोडेलहरू पहिले नै धेरै गुणा बढी प्राप्त गर्दैछन्। के हुन्छ यदि यो गति बढ्छ ... एक लाख गुणा बढि?
यो नयाँ कम्प्युटिङ टेक्नोलोजीले प्रतिज्ञा गरेको छ, लेजर लाइटको पल्स प्रयोग गरेर राज्य "1" र "0" बीच स्विच गर्न। यो एक साधारण गणना बाट पछ्याउँछ प्रति सेकेन्ड quadrillion पटक.
2018 मा गरिएको प्रयोगहरूमा र नेचर जर्नलमा वर्णन गरिएको छ, अनुसन्धानकर्ताहरूले टंगस्टन र सेलेनियम (1) को हनीकोम्ब एरेहरूमा स्पंदित इन्फ्रारेड लेजर बीमहरू निकाले। यसले पारम्परिक कम्प्यूटर प्रोसेसरमा जस्तै, संयुक्त सिलिकन चिपमा शून्य र एक राज्य स्विच गर्ने कारण बन्यो, केवल एक मिलियन गुणा छिटो।
याे कसरी भयाे? वैज्ञानिकहरूले यसलाई ग्राफिक रूपमा वर्णन गर्छन्, देखाउँदै कि धातुको हनीकोम्बमा इलेक्ट्रोनहरूले "अजीब रूपमा" व्यवहार गर्छन् (यद्यपि त्यति धेरै होइन)। उत्तेजित, यी कणहरू विभिन्न क्वान्टम अवस्थाहरू बीच उफ्रिन्छन्, प्रयोगकर्ताहरूले नाम दिएका "स्यूडो स्पिनिङ ».
अन्वेषकहरूले यसलाई अणुहरूको वरिपरि बनेको ट्रेडमिलसँग तुलना गर्छन्। तिनीहरूले यी ट्र्याकहरूलाई "उपत्यकाहरू" बोलाउँछन् र यी कताई राज्यहरूको हेरफेरको रूपमा वर्णन गर्छन्।डोलिनाट्रोनिका » (S)
इलेक्ट्रोन लेजर पल्स द्वारा उत्साहित छन्। इन्फ्रारेड दालहरूको ध्रुवतामा निर्भर गर्दै, तिनीहरूले धातु जालीको परमाणुहरू वरिपरि दुई सम्भावित "उपत्यकाहरू" मध्ये एउटा "ओब्ज" गर्छन्। यी दुई राज्यहरूले तुरुन्तै शून्य-एक कम्प्युटर तर्कमा घटनाको प्रयोगको सुझाव दिन्छ।
फेमटोसेकेन्ड चक्रमा इलेक्ट्रोन जम्पहरू अत्यन्तै छिटो हुन्छन्। र यहाँ लेजर-निर्देशित प्रणालीहरूको अविश्वसनीय गतिको रहस्य छ।
थप रूपमा, वैज्ञानिकहरूले तर्क गर्छन् कि भौतिक प्रभावहरूको कारणले गर्दा, यी प्रणालीहरू एकै समयमा दुवै राज्यहरूमा केही अर्थमा छन् (सुपरपोजिसन), जसले अवसरहरू सिर्जना गर्दछ अन्वेषकहरू जोड दिन्छन् कि यो सबै मा हुन्छ कोठाको तापक्रमजबकि अधिकांश अवस्थित क्वान्टम कम्प्युटरहरूलाई क्यूबिट्सको प्रणालीहरू पूर्ण शून्यको नजिकको तापक्रममा चिसो गर्न आवश्यक हुन्छ।
"लामो अवधिमा, हामी क्वान्टम उपकरणहरू सिर्जना गर्ने वास्तविक सम्भावना देख्छौं जसले प्रकाश तरंगको एकल दोलन भन्दा छिटो सञ्चालन गर्दछ," अनुसन्धानकर्ताले एक विज्ञप्तिमा भने। रुपर्ट ह्युबरजर्मनीको रेजेन्सबर्ग विश्वविद्यालयमा भौतिकशास्त्रका प्राध्यापक डा.
यद्यपि, वैज्ञानिकहरूले अहिलेसम्म यस तरिकाले कुनै वास्तविक क्वान्टम अपरेशनहरू गरेका छैनन्, त्यसैले कोठाको तापक्रममा क्वान्टम कम्प्युटर सञ्चालन गर्ने विचार विशुद्ध रूपमा सैद्धान्तिक रहन्छ। यो प्रणालीको सामान्य कम्प्युटिङ पावरमा पनि लागू हुन्छ। केवल दोलनहरूको काम प्रदर्शन गरिएको थियो र कुनै वास्तविक कम्प्युटेशनल अपरेशनहरू प्रदर्शन गरिएको थिएन।
माथि वर्णन गरिएका जस्तै प्रयोगहरू पहिले नै गरिसकिएको छ। 2017 मा, अध्ययनको विवरण संयुक्त राज्य अमेरिकाको मिशिगन विश्वविद्यालय सहित नेचर फोटोनिक्समा प्रकाशित भएको थियो। त्यहाँ, 100 फेमटोसेकेन्ड टिक्ने लेजर लाइटको पल्स अर्धचालक क्रिस्टलबाट पार गरियो, इलेक्ट्रोनहरूको अवस्था नियन्त्रण गर्दै। नियमको रूपमा, सामग्रीको संरचनामा हुने घटनाहरू पहिले वर्णन गरिएका जस्तै थिए। यी क्वान्टम परिणामहरू हुन्।
हल्का चिप्स र perovskites
गर"क्वान्टम लेजर कम्प्युटर » उसलाई फरक व्यवहार गरिन्छ। गत अक्टोबरमा, एक अमेरिकी-जापानी-अष्ट्रेलियाली अनुसन्धान टोलीले हल्का कम्प्युटिङ प्रणाली प्रदर्शन गर्यो। Qubits को सट्टा, नयाँ दृष्टिकोण लेजर बीम र अनुकूलन क्रिस्टल को भौतिक अवस्था प्रयोग गर्दछ बीम लाई "कम्प्रेस्ड लाइट" भनिने विशेष प्रकारको प्रकाशमा रूपान्तरण गर्न।
क्वान्टम कम्प्युटिङको सम्भाव्यता देखाउनको लागि क्लस्टरको अवस्थाको लागि, लेजरलाई निश्चित रूपमा मापन गर्नुपर्छ, र यो दर्पण, बीम उत्सर्जक र अप्टिकल फाइबर (2) को क्वान्टम-एन्टेन्ग्ल्ड नेटवर्क प्रयोग गरेर प्राप्त गरिन्छ। यो दृष्टिकोण एक सानो स्तर मा प्रस्तुत गरिएको छ, जसले पर्याप्त उच्च कम्प्युटेसनल गति प्रदान गर्दैन। यद्यपि, वैज्ञानिकहरू भन्छन् कि मोडेल स्केलेबल छ, र ठूला संरचनाहरूले अन्ततः क्वान्टम र बाइनरी मोडेलहरूमा प्रयोग हुने क्वान्टम फाइदा हासिल गर्न सक्छ।
2. लेजर बीमहरू ऐनाको जटिल नेटवर्कबाट गुज्रिरहेका छन्
"हालको क्वान्टम प्रोसेसरहरू प्रभावशाली हुँदा, यो स्पष्ट छैन कि तिनीहरू धेरै ठूला आकारहरूमा मापन गर्न सकिन्छ," विज्ञान टुडे नोट गर्दछ। निकोलस मेनिकुची, मेलबर्न, अष्ट्रेलियाको आरएमआईटी विश्वविद्यालयको क्वान्टम कम्प्युटि and र कम्युनिकेसन टेक्नोलोजी (CQC2T) को केन्द्रका एक योगदानकर्ता अनुसन्धानकर्ता। "हाम्रो दृष्टिकोण सुरुदेखि नै चिपमा निर्मित चरम स्केलेबिलिटीको साथ सुरु हुन्छ किनभने प्रोसेसर, क्लस्टर स्टेट भनिन्छ, प्रकाशबाट बनेको हुन्छ।"
अल्ट्राफास्ट फोटोनिक प्रणालीहरूको लागि नयाँ प्रकारका लेजरहरू पनि आवश्यक छन् (यो पनि हेर्नुहोस्:)। सुदूर पूर्वी संघीय विश्वविद्यालय (FEFU) का वैज्ञानिकहरू - ITMO विश्वविद्यालयका रूसी सहकर्मीहरू, साथै डलासको टेक्सास विश्वविद्यालय र अष्ट्रेलियाली नेशनल युनिभर्सिटीका वैज्ञानिकहरू - मार्च 2019 मा ACS Nano जर्नलमा रिपोर्ट गरे कि उनीहरूले एउटा विकास गरेका थिए। उत्पादन गर्न कुशल, छिटो र सस्तो तरिका perovskite लेजरहरू। अन्य प्रकारहरूमा तिनीहरूको फाइदा यो हो कि तिनीहरूले अधिक स्थिर रूपमा काम गर्छन्, जुन अप्टिकल चिपहरूको लागि ठूलो महत्त्व हो।
"हाम्रो हलाइड लेजर प्रिन्टिङ टेक्नोलोजीले विभिन्न प्रकारका पेरोभस्काइट लेजरहरू उत्पादन गर्न सरल, किफायती र उच्च नियन्त्रित तरिका प्रदान गर्दछ। यो नोट गर्न महत्त्वपूर्ण छ कि पहिलो पटक लेजर मुद्रण को प्रक्रिया मा ज्यामिति को अनुकूलन यो स्थिर एकल-मोड perovskite microlasers (3) प्राप्त गर्न सम्भव बनाउँछ। त्यस्ता लेजरहरूले विभिन्न अप्टोइलेक्ट्रोनिक र न्यानोफोटोनिक उपकरणहरू, सेन्सरहरू, इत्यादिको विकासमा आशाजनक छन्, "फेफु सेन्टरका अनुसन्धानकर्ता एलेक्से झिसचेन्कोले प्रकाशनमा बताए।
3. Perovskite लेजर बीम
निस्सन्देह, हामीले चाँडै व्यक्तिगत कम्प्युटरहरू "लेजरहरूमा हिंड्ने" देख्ने छैनौं। जबकि माथि वर्णन गरिएका प्रयोगहरू अवधारणाको प्रमाण हुन्, कम्प्युटिङ प्रणालीहरूको प्रोटोटाइपहरू पनि होइनन्।
यद्यपि, प्रकाश र लेजर बीमहरू द्वारा प्रस्तावित गति अनुसन्धानकर्ताहरू, र त्यसपछि इन्जिनियरहरू, यो मार्ग अस्वीकार गर्न धेरै लोभलाग्दो छ।
