Quantum Tech 的“通用转换器”
UBC 的研究人员正在为量子网络中的一个关键障碍提出一种解决方案：一种可以将微波“转换”为光信号的设备，反之亦然。 该技术可以用作量子计算机的通用转换器——使它们能够远距离相互通信，并在几乎没有噪音的情况下转换高达 95% 的信号。 这一切都安装在硅芯片上，与日常计算机中的材料相同。 “这就像找到一个翻译几乎每个单词都是正确的，保持了信息的完整，没有添加背景喋喋不休，“该研究的作者 Mohammad Khalifa 说，他在 UBC 应用科学学院和 UBC Blusson 量子物质研究所攻读博士学位期间进行了这项研究。 “最重要的是，这个设备保留了遥远粒子之间的量子连接，并在两个方向上工作。 没有它，你只会拥有昂贵的个人电脑。 有了它，你就可以得到一个真正的量子网络。 运作方式 量子计算机使用微波信号处理信息。 但是，要跨城市或大洲发送这些信息，需要将其转换为通过光纤电缆传输的光信号。 这些信号非常脆弱，即使是翻译过程中的微小干扰也会破坏它们。 ：这是量子计算机所依赖的纠缠现象的一个问题，其中两个粒子无论距离多远都保持连接。 爱因斯坦称其为“远距离的诡异动作”。 失去这种连接意味着失去量子优势。 innpj Quantum Information 中描述的 UBC 设备可以在保留这些纠缠链接的同时实现长距离量子通信。 硅解决方案 该团队的模型是可以在硅晶片上制造的微波-光学光子转换器。 突破在于微小的工程缺陷，即故意嵌入硅中以控制其特性的磁性缺陷。 当微波和光信号经过精确调谐，这些缺陷中的电子可以在不吸收能量的情况下将一个信号转换为另一个信号，从而避免了困扰其他转换方法的不稳定性。 该设备还可以在极低的功率下高效运行——仅为百万分之一瓦。 作者概述了一种实用的设计，该设计使用超导组件，即能够完美导电的材料，以及这种专门设计的硅。 下一步 虽然这项工作仍处于理论阶段，但它标志着量子网络的重要一步。 “我们明天不会得到量子互联网——但这清除了一个主要障碍，”该研究的资深作者博士说。 Joseph Salfi，电气与计算机工程系助理教授，UBC Blusson QMI 首席研究员。 “目前，在城市之间可靠地发送量子信息仍然具有挑战性。 我们的方法可以改变这种情况：可以使用现有芯片构建硅基转换器制造技术，并轻松集成到当今的通信基础设施中。 最终，量子网络可以实现几乎牢不可破的在线安全、在室内工作的 GPS，以及解决当今无法解决的问题的能力，例如设计新药或以显着提高的准确性预测天气。