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科學(xué)家開發(fā)出一種新型量子光源設(shè)備 據(jù)悉，研究人員使用了一種被廣泛研究的新型材料作為光源，該材料被認(rèn)為是未來太陽能光伏發(fā)電的潛在選擇。在實(shí)驗(yàn)中，他們證明了這種材料的納米顆�？梢园l(fā)射出具有相同特性的單光子流。 研究人員表示，這項(xiàng)工作對于光學(xué)量子計(jì)算機(jī)和量子隱形傳態(tài)設(shè)備的發(fā)展具有重要意義。通過使用這種新型光源，科學(xué)家們可以用更簡單、更便宜的設(shè)備構(gòu)建量子計(jì)算機(jī)，而不需要復(fù)雜昂貴的控制和數(shù)據(jù)輸入/輸出設(shè)備。 最新研究成果已于近期發(fā)表在了《自然光子學(xué)》雜志上。 光學(xué)量子計(jì)算機(jī)（optical quantum computer）是一種使用光子（光粒子）而不是傳統(tǒng)的電子來進(jìn)行計(jì)算和信息處理的新型計(jì)算機(jī)。它利用量子力學(xué)的性質(zhì)，如疊加和糾纏，來進(jìn)行復(fù)雜的并行計(jì)算。 在光學(xué)量子計(jì)算機(jī)中，光子被用作量子位（類似于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)中的比特）。與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)中只能表示0或1的比特不同，光子的量子位可以同時(shí)表示0和1，這就是所謂的疊加。通過將多個(gè)光子糾纏在一起，它們之間的狀態(tài)會(huì)相互關(guān)聯(lián)，一種改變會(huì)立即影響到其他光子，這就是所謂的糾纏。這種糾纏關(guān)系可以在計(jì)算中實(shí)現(xiàn)高度的并行性和復(fù)雜性。 光學(xué)量子計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢在于光子的高速度和穩(wěn)定性，這提高了計(jì)算的精確性和可靠性。此外，它還具有潛在的巨大計(jì)算能力。通過利用光子的量子特性，它可以在處理大規(guī)模問題時(shí)進(jìn)行高效的并行計(jì)算，從而在某些特定任務(wù)上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)超傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度。  因此，這些光子是關(guān)鍵。研究人員說，“只要你有適當(dāng)準(zhǔn)備的光子，只需‘家用’線性光學(xué)器件，你就可以建造一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)�！� 在最新研究中，科學(xué)家們使用鉛鹽石鈣鈦礦納米顆粒作為光源。鹵化鉛鈣鈦礦薄膜作為潛在的下一代光伏發(fā)電而受到廣泛關(guān)注，因?yàn)樗鼈儽犬?dāng)今標(biāo)準(zhǔn)的硅基光伏發(fā)電更輕，更容易加工。 納米顆粒形式的鹵化鉛鈣鈦礦以其極快的低溫輻射率而聞名，這使它們有別于其他膠體半導(dǎo)體納米顆粒。光發(fā)射得越快，輸出就越有可能具有明確的波函數(shù)。因此，快速的輻射速率使鹵化鉛鈣鈦礦納米顆粒能夠獨(dú)特地發(fā)射量子光。 此外，通過測試這些光子的干涉效應(yīng)，科學(xué)家們證明它們具有不可區(qū)分的特性，這是許多基于量子技術(shù)的關(guān)鍵要素。他們說“很少有材料能夠發(fā)出符合這項(xiàng)測試的光。” 另一方面，與其他材料相比，鉛鹽石鈣鈦礦納米顆粒具有更好的可擴(kuò)展性。它們可以大規(guī)模制造，并且可以集成到設(shè)備中進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。 不過，就目前階段而言，這還只是個(gè)基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)，展示了這種新型材料的潛力�？茖W(xué)家們希望這項(xiàng)工作能夠激發(fā)人們進(jìn)一步研究如何提高這些材料在各種設(shè)備中的性能。 科學(xué)家們相信，通過將這些光源集成到光學(xué)腔等反射系統(tǒng)中，不必使用非常昂貴奇特的光學(xué)器件與設(shè)備就可以制作出類似量子位的光子，這將為光學(xué)量子計(jì)算機(jī)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 |
