เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย นักวิทยาศาสตร์จากQuiX Quantum และกลุ่มเลนส์ควอนตัมแบบปรับได้ที่มหาวิทยาลัย Twenteในเนเธอร์แลนด์ได้สร้างตัวประมวลผลควอนตัมโฟโตนิกสากลที่ใหญ่ที่สุดจนถึงปัจจุบัน โปรเซสเซอร์ทำงานโดยใช้การเปลี่ยนเฟสที่ปรับได้กับสัญญาณออปติคัลผ่าน 12 โหมด จากนั้นจึงรวมสัญญาณในสัดส่วนที่ปรับได้ ความแม่นยำในการประดิษฐ์ช่วยให้โฟตอนเดี่ยวสามารถแทรกแซง
ขณะที่พวกมันแพร่กระจาย ทำให้โปรเซสเซอร์
สามารถดำเนินการควอนตัมได้ แม้ว่าจะยังไม่ถึงระดับที่สามารถทำงานได้เหนือกว่าเครื่องจักรแบบคลาสสิกก็ตาม อุปกรณ์ใหม่นี้รับสัญญาณออปติคัลอินพุต 12 ตัว ประมวลผลและส่งออกผลลัพธ์แบบออปติคัล ทั้งหมดที่ความยาวคลื่นโทรคมนาคมมาตรฐาน การกำหนดค่าโฟโตนิกของอุปกรณ์ กล่าวคือ การเปลี่ยนเฟสและสัดส่วนของสัญญาณแต่ละสัญญาณที่ถูกรวมเข้าด้วยกัน จะกำหนดลักษณะของงานการประมวลผล และผู้ใช้สามารถกำหนดค่าใหม่ได้โดยเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลทั่วไป ด้วยวิธีนี้ อุปกรณ์สามารถตั้งโปรแกรมให้ทำงานการประมวลผลใด ๆ ที่ทำได้โดยชุดของการรวมออปติคัลและขั้นตอนการเปลี่ยนเฟสที่เฉพาะเจาะจง
โปรเซสเซอร์โฟโตนิกและวิศวกรรมที่ละเอียดอ่อน
ในการดำเนินการตามขั้นตอนเหล่านี้ อุปกรณ์จะใช้ชุดส่วนประกอบออปติคัลที่เรียกว่าตัวเปลี่ยนเฟสที่ปรับได้และการรวมลำแสงที่ปรับแต่งได้ หลังประกอบด้วยการควบรวมลำแสงสองอันที่รวมคู่ของลำแสงอินพุตในสัดส่วนที่เท่ากัน บวกกับตัวเปลี่ยนเฟสที่ปรับแต่งได้ กุญแจสำคัญในการทำให้ระบบสามารถกำหนดค่าใหม่ได้นั้นก็คือเพื่อให้สามารถควบคุมตัวเปลี่ยนเฟสภายในวงจรโฟโตนิกของโปรเซสเซอร์ได้อย่างเต็มที่ โดยที่ตัวเปลี่ยนเฟสแต่ละตัวเป็นตัวทำความร้อนที่เหนี่ยวนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ปรับแต่งมาอย่างดีและเฉพาะเจาะจงในความยาวเส้นทางที่มีประสิทธิภาพของการผ่าน สัญญาณแสงผ่านปรากฏการณ์ที่เรียกว่าเอฟเฟกต์เทอร์โมออปติก
โดยตอบสนองความต้องการทางเทคนิคสำหรับโหมด 12 โหมด
ตั้งแต่การผลิตไมโครไฟเบอร์คุณภาพสูงของท่อนำคลื่นโฟโตนิก (เส้นทางออปติคัล) ไปจนถึงกลไกที่รวดเร็วในการทำให้อุณหภูมิของวงจรโฟโตนิกคงที่ ทีมงานได้สร้างสถิติสำหรับจำนวนชิปบนชิป โหมดที่มีการกำหนดค่าที่ตั้งโปรแกรมได้ซึ่งสามารถประมวลผลอินพุตออปติคัลควอนตัมได้ (เช่น โฟตอนเดี่ยว) กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความน่าจะเป็นที่จะสูญเสียโฟตอนเดียวภายในโปรเซสเซอร์นั้นต่ำ และยิ่งกว่านั้น โฟตอนเดี่ยวที่เหมือนกันที่ถูกฉีดไปยังอินพุตที่แตกต่างกันของโปรเซสเซอร์จะไม่ปรากฏแตกต่างกันที่เอาต์พุต ผลลัพธ์เหล่านี้ได้รับการเผยแพร่ในMaterials for Quantum Technology
การกำหนดลักษณะโปรเซสเซอร์
เพื่อหาปริมาณความสามารถในการกำหนดค่าใหม่ของโปรเซสเซอร์ ทีมงานได้เปลี่ยนการกำหนดค่าของโปรเซสเซอร์และทดสอบโดยใช้แสงเลเซอร์ (ให้อินพุตแบบคลาสสิก) และเครื่องตรวจจับแสง เมื่อเปรียบเทียบการกำหนดค่าที่ได้รับในการทดสอบนี้กับแบบที่ต้องการ พวกเขาพบว่า “ความเที่ยงตรงของแอมพลิจูด” ซึ่งเป็นการวัดความคล้ายคลึงระหว่างการกำหนดค่าต่างๆ อยู่ที่ประมาณ 93% ซึ่งขยายไปถึง 98% สำหรับการกำหนดค่าเป้าหมายบางรายการ
รูปถ่ายของโปรเซสเซอร์ควอนตัมโฟโตนิก
เชื่อมต่ออย่างดี ภาพระยะใกล้ของแกนกลางของโปรเซสเซอร์ รวมถึงชิปโฟโตนิกที่เป็นหัวใจของโปรเซสเซอร์ นักวิจัยยังได้ประเมินการสูญเสียแสงของโปรเซสเซอร์ด้วยการตั้งค่าอินพุตและเอาต์พุตเดียวกัน พวกเขาพบว่าค่านี้ต่ำถึง 17% โดยเฉลี่ย แม้ว่าจะมีการสูญเสียเพิ่มเติมจำนวนมากเกิดขึ้นที่ตัวเชื่อมต่ออินพุตและเอาต์พุต ในที่สุด พวกเขาได้แสดงความสามารถของโปรเซสเซอร์ในการรักษาลักษณะที่เหมือนกันของโฟตอนเดี่ยว ทีมงานทำสิ่งนี้โดยฉีดโฟตอนเดี่ยวที่เหมือนกันสองตัวพร้อมกัน และสังเกตปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการรบกวนของ Hong–Ou–Mandel ที่เครื่องตรวจจับโฟตอนเดี่ยวที่เชื่อมต่อกับเอาต์พุต พวกเขาพบว่าการรบกวนบนชิปมีทัศนวิสัยเหมือนกันกับการรบกวนจากชิปของโฟตอนเดี่ยวสองตัวที่ฉีดเข้าไป ซึ่งหมายความว่าโฟตอนเดี่ยวที่เอาต์พุตของชิปจะเหมือนกันกับที่อินพุต
ขั้นตอนถัดไปแม้ว่าโดยหลักการแล้วโปรเซสเซอร์
นี้สามารถสร้างแกนหลักของคอมพิวเตอร์ควอนตัมออปติคัลสากลที่มีประสิทธิภาพ แต่การประดิษฐ์อุปกรณ์อื่น ๆ ที่จำเป็นสำหรับคอมพิวเตอร์ดังกล่าวจะมีความต้องการทางเทคนิคมากกว่ามาก อย่างไรก็ตาม มีปัญหาด้านการคำนวณที่ทราบกันดีอยู่แล้วซึ่งตัวประมวลผลในลักษณะนี้สามารถทำงานได้ดีกว่าคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก (สถานการณ์ที่เรียกว่า “อำนาจสูงสุดของควอนตัม” หรือ “ความเป็นอันดับหนึ่งของควอนตัม”) โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์แฟนซี ปัญหานี้เรียกว่าการสุ่มตัวอย่างโบซอนและเกี่ยวข้องกับการคาดการณ์เอาต์พุตของตัวประมวลผลเองในสถานการณ์พิเศษ
เพื่อให้เข้าใจว่าการสุ่มตัวอย่างโบซอนทำงานอย่างไร ให้พิจารณาว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากเราฉีดโฟตอนเดี่ยวที่เหมือนกันบางตัวเข้าไปในโปรเซสเซอร์ โฟตอนแพร่กระจายผ่านโปรเซสเซอร์และปรากฏที่เอาต์พุตที่เครื่องตรวจจับโฟตอนเดี่ยวตรวจพบ แต่เครื่องตรวจจับใดจะพบโฟตอน คำถามนี้เป็นไปไม่ได้โดยเนื้อแท้ที่จะตอบ แม้ว่าอินพุตและการกำหนดค่าจะเหมือนกันทุกประการ แต่ตัวตรวจจับต่างๆ จะเปิดใช้งานที่เอาต์พุตทุกครั้งที่เราทำการทดสอบ อย่างไรก็ตาม หากเราทำการทดสอบหลายครั้ง เราสามารถเตรียมตัวอย่างทางสถิติที่บ่งบอกถึงความน่าจะเป็นของเหตุการณ์การตรวจจับต่างๆ จุดที่น่าสนใจที่นี่ จากมุมมองของการคำนวณ คือ สำหรับโหมดจำนวนมากพอ
คอมพิวเตอร์ควอนตัมกับดักไอออนสามารถตั้งโปรแกรมและกำหนดค่าใหม่ได้
ในปี 2020 นักวิจัยนำโดยJian-Wei Panและ Chao-Yang Lu จาก University of Science and Technology of China (USTC) ได้ แสดงให้เห็นถึง ข้อได้เปรียบเชิงควอนตัมสำหรับปัญหาที่คล้ายกันโดยใช้อุปกรณ์โฟโตนิกของตัวเอง อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ของทีม USTC นั้นแตกต่างจากโปรเซสเซอร์ที่อธิบายไว้ในการศึกษานี้ในแง่สำคัญประการหนึ่ง Jelmer Renemaนักฟิสิกส์จาก QuiX Quantum และ University of Twente อธิบายว่า “ผู้เขียนรายงานฉบับปี 2020 ใช้อุปกรณ์คงที่สำหรับการทดลองพิสูจน์หลักการ “เราต่อยอดจากผลลัพธ์นั้นและตระหนักถึงความสามารถในการกำหนดค่าใหม่ทั้งหมด”
Renema อธิบายต่อไปว่าในขณะที่ระบบที่เขาและเพื่อนร่วมงานพัฒนาขึ้นสามารถเรียกใช้การทดลองสุ่มตัวอย่างโบซอนได้ อย่างไรก็ตาม เขาและสมาชิกคนอื่นๆ ของกลุ่มวิจัย ซึ่งนำโดยPepijn Pinkseกำลังพัฒนาโปรเซสเซอร์ “เรากำลังดำเนินการปรับปรุงข้อกำหนดของระบบ เช่น การลดการสูญเสียการมองเห็น และยิ่งไปกว่านั้น การเพิ่มจำนวนโหมด เราคาดว่าจะเปิดตัวโปรเซสเซอร์ที่มี 50 โหมดในปี 2022” Renema กล่าวกับPhysics World เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย
