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M平方的先进激光技术与量子计算机的商业化

图片来源:Yurchanka Siarhei / Shutterstock.com

制造更大,更好的量子计算机的竞赛一直在消耗物理学家和主要的技术巨头,例如Google和IBM。量子计算机具有彻底改变可以通过计算机解决的问题的类型和大小的潜力,因此它可能很快会改变信息安全,药物设计甚至天气预报。

标准计算机和量子计算机之间的区别在于芯片体系结构的工作方式。标准计算机基于高和低电压设置来生成1s和0s的流。然后可以将它们解释为执行任何操作的指令,从加载网页到打开特定软件。

在标准计算机上,–信息的基本单位-可以是0或1。但是,在量子计算机中,量子位或量子位可以处于对应于0或1的状态,甚至同时处于0和1的状态,这是不可能的为他们的经典对手。同时处于0和1状态被称为处于状态叠加,这是使qubit具有难以置信的信息处理能力的关键。

建立成功程度不同的量子计算机有许多不同的策略和设计。使构建真正的量子设备如此复杂的原因是保留了这种状态的叠加。即使在室温下发生的最弱的机械振动或原子运动也足以导致这种状态叠加崩溃,从而破坏量子位。

量子计算中的激光器

许多最成功的量子计算机设计都使用先进的激光技术来创建和维护其量子位。

激光器通常在量子计算机中用于多种目的。当原子吸收激光时,这可以创建状态的叠加,使原子充当量子位本身。1

镭射'的电磁场还可以捕获和控制更多阵列中的多个原子2 或将其冷却至非常低的温度以提高其量子比特稳定性。3

构建量子计算机的其他新方法包括通过分裂激光束并使用特定晶体来创建具有出色可伸缩性的量子处理器,从而将光本身用作计算机的基础。4 但是,尽管如何将激光器用作量子计算机的一部分,但激光器必须满足几个关键的技术要求。

输出功率和频谱的稳定性是必须的。如果使用激光冷却原子以充当量子位,则功率的微小波动会导致原子发热和量子位崩溃。这些应用也非常耗电,还需要高激光功率。

M平方 Solutions

自2006年成立以来, M平方 扩大了范围,提供了一系列光子技术,包括激光系统,显微镜和量子感测设备。5 

他们最近收到了£3250万美元的融资,以加速量子技术的发展和发展,并领导DISCOVERY项目,这是位于英国前沿的英国研究与创新计划’量子技术商业化的使命。6

M平方已提供SolsTiS–锁相系统,一个基于两个锁相SolsTiS激光器的完整系统,设计为单盒干涉仪设置,可以用作量子计算机的一部分。

他们已经成功地将该系统用作量子加速度计的一部分,而没有困扰传统设备且不依赖于与卫星进行外部通信的测量偏差。7

如果量子计算'要充分利用其力量,必须拥有强大的商用设备。为实现这一目标,M Squared将与其他八个工业合作伙伴一起致力于将中性原子,离子阱和基于光量子比特的方法提高到新的成熟度水平。

量子未来

M平方激光系统已经成为基于冷物质的量子计算方法研究工作的90%的核心。在此项目期间,他们将致力于开发和改进现有技术,以提高qubit保真度和qubit可伸缩性,从而获得更可靠的大型计算系统。8

基于SolsTiS的激光系统是具有超窄带宽的连续波Ti:蓝宝石激光器,非常适合选择性激发窄原子线宽所需的精度,并具有高达5 W的惊人功率输出。9

该系统也是完全自动化的,使它们易于操作,并且对于量子计算应用而言至关重要的是,可提供0.075%RMS的相对强度噪声。这些系统还具有出色的长期稳定性,非常适合需要长采集时间的小信号测量。

凭借在开发量子系统技术方面的广泛专业知识, M平方 提供了广泛的设备目录,以及有关将其尖端技术应用于开创性应用的专家建议。

参考资料和进一步阅读

  1. 魏斯(美国),&Saffman,M.(2017年)。用中性原子进行量子计算。今日物理学,70(7),45–50. //doi.org/10.1063/PT.3.3626
  2. Schneider,C.,Enderlein,M.,Huber,T.,&Schaetz,T.(2010年)。离子的光阱。 自然光子学,4(11),772–775. //doi.org/10.1038/nphoton.2010.236
  3. 北卡罗来纳州克劳德&Phillips W.D.(1990)。激光冷却的新机制。今日物理学,43(10),33–40. //doi.org/10.1063/1.881239
  4. W.Asavanant,Y.Shiozawa,S.Yokoyama,B.Charoensombutamon,H.Emura,R.N。Alexander,…Furusawa,A.(2019年)。时域多路复用二维簇状态的生成。 科学,366(6463),373–376. //doi.org/10.1126/science.aay2645
  5. 关于 Us, M平方 (2020) //www.m2lasers.com/about.html,已访问13 2020年12月
  6. 新闻, M平方 (2020) //www.m2lasers.com/msquared-announces-325m-new-financing-to-accelerate-growth-and-advance-quantum-technologies.html,已访问13 2020年12月
  7. Phase Locked System, M平方 (2020), //www.m2lasers.com/solstis-phaselocked.html
  8. 新闻, M平方 (2020), //www.m2lasers.com/m-squared-leads-largest-uk-quantum-computing-project.html,已访问13 2020年12月
  9. SolsTiS, M平方 (2020) //www.m2lasers.com/solstis.html,已访问13 2020年12月

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丽贝卡·英格尔(Rebecca Ingle)博士

撰写者

丽贝卡·英格尔(Rebecca Ingle)博士

丽贝卡·英格尔(Rebecca Ingle)博士是超快光谱学领域的研究人员,她专门研究X射线和光谱学,以精确跟踪光触发化学反应期间发生的情况。

引文

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  • 预约定价安排

    M平方激光器。(2020, December 22). M平方的先进激光技术与量子计算机的商业化. AZoOptics. Retrieved on December 24, 2020 from //www.selec-iat.com/Article.aspx?ArticleID=1884.

  • 司法协助

    M平方激光器。"M Squared的先进激光技术与量子计算机的商业化". AZoOptics. 24 2020年12月. <//www.selec-iat.com/Article.aspx?ArticleID=1884>.

  • 芝加哥

    M平方激光器。"M Squared的先进激光技术与量子计算机的商业化". AZoOptics. //www.selec-iat.com/Article.aspx?ArticleID=1884. (accessed December 24, 2020).

  • 哈佛大学

    M平方激光器。2020. M平方的先进激光技术与量子计算机的商业化. AZoOptics, viewed 24 2020年12月, //www.selec-iat.com/Article.aspx?ArticleID=1884.

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