.MIT Pioneers Quantum Light Source for Optical Quantum Computers and Teleportation Devices for Communication
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.MIT Pioneers Quantum Light Source for Optical Quantum Computers and Teleportation Devices for Communication
MIT, 광학 양자 컴퓨터용 양자 광원 및 통신용 순간이동 장치 개척
주제:와 함께나노입자나노기술포토닉스양자 컴퓨팅양자 물리학통신 David L. CHANDLER, MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY 2023년 6월 25일
양자 광원 컨셉 아트 MIT 연구원들은 새로운 광전지 나노입자가 동일한 광자의 흐름을 방출할 수 있다는 사실을 발견했으며, 잠재적으로 새로운 양자 컴퓨팅 기술과 양자 순간이동 장치를 위한 길을 열었습니다.
이 장치는 단일 광자 스트림을 방출하고 광학 양자 컴퓨터의 기반을 제공할 수 있습니다. 잠재적인 새로운 태양 광전지로 널리 연구된 새로운 재료를 사용하여 MIT 의 연구원들은 이러한 재료의 나노 입자가 단일의 동일한 광자 스트림을 방출할 수 있음을 보여주었습니다. 이 작업은 현재 이러한 재료의 기능에 대한 근본적인 발견이지만 궁극적으로 새로운 광학 기반 양자 컴퓨터와 통신을 위한 가능한 양자 순간이동 장치를 위한 길을 열 수 있다고 연구원들은 말합니다.
그 결과는 6월 22일 네이처 포토닉스(Nature Photonics) 저널에 대학원생 알렉산더 카플란(Alexander Kaplan), 화학 교수 Moungi Bawendi 및 MIT의 다른 6명의 논문으로 게재되었습니다.
페로브스카이트 나노결정 크기 균일성 현미경 이미징은 페로브스카이트 나노결정의 크기 균일성을 보여줍니다. 크레딧: 연구원 제공 양자 컴퓨팅 에 대한 대부분의 개념은 초저온 원자 또는 개별 전자의 스핀을 사용하여 이러한 장치의 기반을 형성하는 양자 비트 또는 큐비트로 작동합니다. 그러나 약 20년 전에 일부 연구자들은 기본 큐비트 단위로 물리적 물체 대신 빛을 사용하는 아이디어를 제안했습니다.
-다른 이점 중에서도 큐비트를 제어하고 큐비트에서 데이터를 입력 및 추출하기 위해 복잡하고 값비싼 장비가 필요하지 않습니다. 대신 일반 거울과 광학 탐지기만 있으면 됩니다. Kaplan은 "이 큐비트와 같은 광자를 사용하여 '가정용' 선형 광학 장치만으로 적절하게 준비된 광자를 제공한다면 양자 컴퓨터를 구축할 수 있습니다."라고 설명합니다. 그 광자를 준비하는 것이 핵심입니다. 각 광자는 이전 광자의 양자 특성과 정확하게 일치해야 합니다. 일단 완벽한 매칭이 이루어지면 “정말 큰 패러다임 전환은 매우 화려한 광학, 매우 화려한 장비에 대한 필요성에서 단지 단순한 장비를 필요로 하는 것으로 바뀌고 있습니다.
-특별해야 할 것은 빛 그 자체다.” 그런 다음 Bawendi는 서로 동일하고 구별할 수 없는 단일 광자를 취하여 서로 상호 작용한다고 설명합니다. 이러한 구별 불가능성은 매우 중요합니다. 두 개의 광자가 있고 “그들에 대한 모든 것이 동일하고 1번과 2번을 말할 수 없다면 그런 식으로 광자를 추적할 수 없습니다. 그것이 그들이 고전적이지 않은 특정한 방식으로 상호 작용할 수 있게 해주는 것입니다.”
Kaplan은 "광자가 에너지, 편광, 공간 모드, 시간, 양자를 기계적으로 인코딩할 수 있는 모든 것에서 매우 잘 정의되는 매우 특정한 속성을 가지려면 소스가 매우 잘 정의된 양자는 기계적으로도 마찬가지입니다.” 그들이 사용하게 된 소스는 납-할라이트 페로브스카이트 나노입자의 한 형태입니다. 납-할라이드 페로브스카이트의 박막은 무엇보다도 오늘날의 표준 실리콘 기반 광전지보다 훨씬 더 가볍고 처리하기 쉬울 수 있기 때문에 잠재적인 차세대 광전지로 널리 추구되고 있습니다.
나노입자 형태의 납-할라이드 페로브스카이트는 눈부시게 빠른 극저온 복사 속도로 유명하여 다른 콜로이드 반도체 나노입자와 구별됩니다. 빛이 더 빨리 방출될수록 출력이 잘 정의된 파동함수를 가질 가능성이 높아집니다. 따라서 빠른 복사 속도는 납-할라이드 페로브스카이트 나노입자가 양자 광을 방출하도록 독특하게 배치합니다. 그들이 생성하는 광자가 실제로 구별할 수 없는 특성을 가지고 있는지 테스트하기 위해 표준 테스트는 Hong-Ou-Mandel 간섭으로 알려진 두 광자 사이의 특정 종류의 간섭을 감지하는 것입니다.
이 현상은 많은 양자 기반 기술의 핵심이며 따라서 그 존재를 입증하는 것은 "광자 소스가 이러한 목적에 사용될 수 있음을 확인하는 특징이었습니다."라고 Kaplan은 말합니다. 이 테스트를 충족하는 빛을 방출할 수 있는 재료는 거의 없다고 그는 말합니다. "그들은 거의 한 손으로 나열할 수 있습니다." 새로운 소스가 아직 완벽하지 않아 절반 정도만 HOM 간섭을 생성하는 반면, 다른 소스는 확장성을 달성하는 데 중요한 문제가 있습니다. “다른 소스가 일관된 이유는 가장 순수한 재료로 만들어지고 개별적으로 하나씩, 원자별로 만들어지기 때문 입니다 .
따라서 확장성과 재현성이 매우 낮습니다.”라고 Kaplan은 말합니다. 대조적으로, 페로브스카이트 나노입자는 용액에서 만들어지고 단순히 기판 재료에 증착됩니다. Kaplan은 "우리는 기본적으로 표면에 회전시키는 것입니다. 이 경우에는 일반 유리 표면에 불과합니다."라고 말합니다. "그리고 우리는 이전에 가장 엄격한 준비 조건에서만 볼 수 있었던 이러한 행동을 겪는 것을 보고 있습니다." 따라서 이러한 재료가 아직 완벽하지 않더라도 “확장성이 매우 뛰어나서 많이 만들 수 있습니다.
현재 매우 최적화되지 않았습니다. 우리는 그것들을 장치에 통합할 수 있고 더 개선할 수 있습니다.”라고 Kaplan은 말합니다. 현 단계에서 그는 이 작업이 이러한 물질의 가능성을 보여주는 "매우 흥미로운 근본적인 발견"이라고 말합니다. "이 작업의 중요성은 바라건대 사람들이 다양한 장치 아키텍처에서 이를 더욱 향상시키는 방법을 조사하도록 장려할 수 있다는 것입니다." 그리고 Bawendi는 이러한 이미터를 광학 공동이라고 하는 반사 시스템에 통합함으로써 다른 소스에서 이미 수행한 것처럼 “우리는 광학 공동에 통합하면 경쟁 수준으로 속성을 가져올 것이라고 확신합니다. ”
참조: Alexander EK Kaplan, Chantalle J. Krajewska, Andrew H. Proppe, Weiwei Sun, Tara Sverko, David B. Berkinsky, Hendrik Utzat 및 Moungi G. Bawendi의 "콜로이드 CsPbBr 3 페로브스카이트 나노결정의 홍-우-만델 간섭 " , 2023년 6월 22일, 네이처 포토닉스 . DOI: 10.1038/s41566-023-01225-w 연구팀에는 Chantalle Krajewska, Andrew Proppe, Weiwei Sun, Tara Sverko, David Berkinsky 및 Hendrik Utzat가 포함되었습니다. 이 작업은 미국 에너지부와 캐나다 자연 과학 및 공학 연구 위원회의 지원을 받았습니다.
메모 2306260453 나의 사고실험 oms 스토리텔링
양자개념을 정확히 이해만 한다면 간단한 물질로도 큐비트의 두개의 광자의 얽힘을 나타낼 수 있으리라. 구별 불가능성은 매우 중요하다.
샘플링 qoms 처럼 1+1=2, 1-1=0 두 개의 광자가 나타나고 그들에 대한 모든 것이 qmser에 나타내는 것이 동일하고 1번(2)과 2번(0)을 구분 할 수 없다면 그런 식으로 광자를 추적할 수 없다. 그것이 그들이 고전적이지 않은 특정한 방식으로 2개의 vixer 광자가 상호 작용할 수 있게 해주는 것이다. 허허.
-Among other benefits, it eliminates the need for complex and expensive equipment to control qubits and input and extract data from qubits. Instead, all you need is a regular mirror and an optical detector. Kaplan explains, "You can use photons like these qubits to build quantum computers if you give them properly prepared photons with only 'home-made' linear optics." Preparing those photons is key. Each photon must exactly match the quantum properties of the previous photon. Once the perfect match is achieved, “the really big paradigm shift is going from needing very flashy optics, very flashy gear to just needing simple gear.
- What should be special is the light itself.” Bawendi then explains that they take single photons that are identical and indistinguishable from each other and interact with each other. This indistinguishability is very important. If you have two photons and “everything about them is the same and you can't say number one and number two, you can't track a photon that way. That is what allows them to interact in a certain non-classical way.”
A qubit is the basic unit of computation in quantum computers. It is also called 'quantum bit'. General computers process and store information in bits of 0 and 1, whereas quantum computers process and store information in units of qubits that have states of 0 and 1 at the same time.
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memo 2306260453 my thought experiment oms storytelling
If we understand the quantum concept correctly, we can represent the entanglement of two photons of a qubit with a simple material. Indistinguishability is very important.
Like sampling qoms, 1+1=2, 1-1=0 If two photons appear and everything about them is identical to the qmser, and you can't tell the difference between number 1 (2) and number 2 (0), then the photon that way can't track That's what allows two vixer photons to interact in a specific, non-classical way. haha.
Samplea.oms (standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bdecc
0c0fab 000e0d
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f000e0 b0dac0
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0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a
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0000001100
0000010010
0001100000
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2000000000
0010000001
sample b.poms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
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Samplec.oss (standard)
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.Our galaxy's black hole not as sleepy as thought: astronomers
우리 은하의 블랙홀은 생각만큼 졸리지 않습니다 : 천문학 자
줄리엣 콜렌 은하수 중심에 위치한 초거대질량 블랙홀인 궁수자리 A*의 최초 이미지. JUNE 24, 2023
우리 은하의 중심에 숨어있는 초질량 블랙홀이 생각만큼 휴면 상태가 아니라는 새로운 연구 결과가 나왔다. 지난 수요일 네이처 저널 에 발표된 연구에 따르면 잠자던 거인은 약 200년 전에 깨어나 근처의 우주 물체를 먹어치운 뒤 다시 잠들었습니다 . NASA의 IXPE 우주 관측소는 이 강력한 활동의 부활에 대한 X선 메아리를 발견했다고 연구원들은 말했습니다. Sgr A*로 약칭되는 초대 질량 블랙홀 궁수자리 A*는 태양보다 400만 배 더 무겁습니다. 그것은 은하수 나선의 중심에 지구에서 27,000 광년 떨어져 있습니다. 작년에 천문학자들은 블랙홀의 이미지를 처음으로 공개했습니다. 블랙홀을 둘러싸고 있는 빛나는 가스 고리입니다.
프랑스 스트라스부르 천문대(Strasbourg Astronomical Observatory)의 연구원이자 이 연구의 첫 번째 저자인 프레데릭 마린(Frederic Marin)은 궁수 A*가 "항상 휴면 블랙홀로 여겨져 왔다"고 말했습니다. 은하의 한가운데에 웅크리고 있는 대부분의 초대질량 블랙홀은 근처의 모든 물질을 삼킨 후 휴면 상태가 됩니다. 마린은 AFP통신에 "곰이 주변의 모든 것을 먹어치운 후 동면에 들어간다고 상상해보라"고 말했다. 그러나 국제 연구팀은 19세기 말경 Sgr A*가 잠에서 깨어나 불행하게도 손이 닿지 않는 곳에 있는 모든 가스와 먼지를 소비했다는 사실을 발견했습니다.
짐승이 다시 동면에 들어갈 때까지 수개월에서 1년까지 먹이를 먹는 광란이 지속되었습니다. Sgr A* 플레어(이미지 외부에 위치) 중에 방출된 메아리는 은하 중심의 이미지를 가로질러 원을 휩쓸고 있습니다. 방사원(또는 IXPE의 경우 에코)의 광도는 실제 주파수보다 51옥타브 아래(에코의 경우 52옥타브) 오디오 스펙트럼으로 변환됩니다. 크레딧: NASA/CXC/SAO/IXPE 백만 배 더 밝게 블랙홀이 활성화되었을 때 블랙홀은 "오늘날보다 적어도 백만 배 더 밝았다"고 Marin은 말했습니다.
근처의 은하 분자 구름이 훨씬 더 많은 X선 빛을 발산하기 시작했기 때문에 그것의 각성은 눈에 띄었습니다. 프랑스 연구 기관인 CNRS는 성명에서 X선 빛의 급증은 "숲 속에 숨어 있던 반딧불 한 마리가 갑자기 태양처럼 밝아지는 것과 같다"고 말했습니다. NASA의 IXPE(Imaging X-ray Polarimetry Explorer) 우주 관측소를 사용하는 천문학자들은 X-선 빛을 추적하여 Sgr A*를 똑바로 가리키고 있음을 발견했습니다.
마린은 블랙홀이 "과거 활동의 메아리를 내뿜으며 우리가 처음으로 관찰할 수 있었다"고 말했다. 블랙홀 에서 끌어당기는 중력은 너무 강해서 빛을 포함하여 아무것도 탈출할 수 없습니다. 그러나 사건의 지평선 으로 알려진 블랙홀의 최종 경계 너머로 물질이 빨려들어가면 막대한 양의 열과 빛을 발산 하고 어둠 속으로 사라진다.
-정확히 Sgr A*가 휴면 상태에서 잠시 벗어나게 된 원인은 아직 명확하지 않습니다. 가스와 먼지로 이루어진 별이나 구름이 너무 가까이 다가왔을 수 있습니까? 천문학자들은 IXPE 천문대에서 추가 관측을 통해 무슨 일이 일어났는지 더 잘 이해하고 수수께끼에 싸인 초 거대질량 블랙홀 의 기원에 대해 더 많이 밝혀낼 수 있기를 바랍니다.
추가 정보: Frédéric Marin 외, Sgr A*의 200년 된 플레어에 대한 X선 편광 증거, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06064-x . www.nature.com/articles/s41586-023-06064-x . arXiv 에서 : arxiv.org/abs/2304.06967 저널 정보: Nature , arXiv
https://phys.org/news/2023-06-galaxy-black-hole-sleepy-thought.html
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메모 230626040528 나의 사고실험 oms 스토리텔링
정확히 Sgr A*가 휴면 상태에서 잠시 벗어나게 된 원인은 명확하다. 샘플링 qoms 때문이다. 샘플링 oms.mser에 qmser가 기포화된 것이다. 허허.
-Among other benefits, it eliminates the need for complex and expensive equipment to control qubits and input and extract data from qubits. Instead, all you need is a regular mirror and an optical detector. Kaplan explains, "You can use photons like these qubits to build quantum computers if you give them properly prepared photons with only 'home-made' linear optics." Preparing those photons is key. Each photon must exactly match the quantum properties of the previous photon. Once the perfect match is achieved, “the really big paradigm shift is going from needing very flashy optics, very flashy gear to just needing simple gear.
- What should be special is the light itself.” Bawendi then explains that they take single photons that are identical and indistinguishable from each other and interact with each other. This indistinguishability is very important. If you have two photons and “everything about them is the same and you can't say number one and number two, you can't track a photon that way. That is what allows them to interact in a certain non-classical way.”
A qubit is the basic unit of computation in quantum computers. It is also called 'quantum bit'. General computers process and store information in bits of 0 and 1, whereas quantum computers process and store information in units of qubits that have states of 0 and 1 at the same time.
- Exactly what caused Sgr A* to briefly come out of dormancy remains unclear. Could a star or cloud of gas and dust come too close? Astronomers hope further observations from the IXPE Observatory will help them better understand what happened and shed more light on the enigmatic supermassive black hole's origins.
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memo 230626040528 my thought experiment oms storytelling
Exactly what caused Sgr A* to briefly come out of dormancy is clear. This is due to sampling qoms. qmser is bubbled in sampling oms.mser. haha.
Samplea.oms (standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bdecc
0c0fab 000e0d
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f000e0 b0dac0
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0b000f 0ead0c
0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a
sampleb. qoms (standard)
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Samplec.oss (standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
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