Квантовые компьютеры на основе светоизлучающих диодов (LED)
 Размещение квантовой точки вместе со светоизлучающим диодом приводит к появлению блуждающих фотонов. |
|
||||||||
Квантовые компьютеры используют присущие квантовой физике неопределенности для выполнения вычислений гораздо быстрее, чем компьютеры, используемые в настоящее время. В то время, как обычные биты информации принимают значения только 0 или 1, квантовые биты или «кубиты» существуют в нечеткой суперпозиции обоих. Теоретически эта неоднозначность позволяет любому числу кубитов быть сведенными воедино или быть запутанными и обрабатываться параллельно, таким образом, одновременно можно выполнять огромное число расчетов.
Одним из препятствий на пути к практической квантовой вычислительной технике было надежное запутывание частиц. Кубиты обычно созданы из фотонов, при этом физики ранее добились запутанности, пропуская единичный фотон через определенный тип кристаллической решетки. Переход через кристалл может разбить фотон на пару «блуждающих» фотонов, каждый из которых имеет энергию равную половине энергии исходного протона – однако этот процесс настолько спорадический, что не может быть реализован на практике.
Марк Стивенсон с коллегами из Европейского центра исследований Toshiba (Кембридж) и из Университета Кембриджа предлагают способ решения такой проблемы. Ониодновременно применили полупроводниковые фрагменты, известные как квантовые точки, которые могут испускать блуждающие фотоны при облучении светом, со светоизлучающими диодами (LED), которые излучают свет в соответствие с приложенным электрическим полем. В результате получено устройство, которое излучает необходимую пару блуждающих фотонов.
Квантовая точка полученного устройства, размер которой составляет всего 2 мкм в ширину, состоит из арсенида иридия, который располагается на 360-микрометровом светоизлучающем диоде на основе арсенида галлия. Когда исследователи прилагаю электрическое поле к светодиоду, два электрона занимают положительно заряженные «дырки» на решетке квантовой точки, реализуя высвобождение энергии в виде пары фотонов. Важно отметить, что природа этого процесса означает, что поляризация одного генерированного фотона определяется другим, таким образом, эта пара блуждающих фотонов.
Также по теме:
Источники: