The Power of One e-book: Principais razões para escolher o HP BladeSystem
Boffins Quântica do Instituto Weizmann de Israel demonstraram um roteador two-input/two-output que funciona inteiramente com fótons individuais - não eletrônicos necessários.
Não é a primeira vez que um roteador fotônico foi demonstrada, mas o que é diferente sobre o trabalho de Israel é que tudo é fotônico: o aparelho tem duas entradas ópticas, duas saídas ópticas, e pode encaminhar fótons individuais a partir de qualquer entrada para ou saída com base apenas em um controle fornecido por outro único fóton.
Há duas diferenças importantes entre este eo "estado da arte" atual.
Por um lado, há um grande corpo de trabalho na concepção de sistemas que usam controles elétricos para fótons de rota. The Register tem discutido esse kit no passado, e observou que exige muito trabalho integrando electro e componentes ópticos no mesmo chip .
Por outro lado, enquanto existir totalmente óptica interruptores (da Austrália CUDOS foi reconhecido por esse trabalho), eles operam no nível do feixe, em vez de fótons individuais.
O mais recente trabalho, publicado na revista Science (abstract aqui , pré-impressão aqui ), define prestes a resolver um enigma no processamento de informação quântica: porque os fótons não interajam uns com os outros, eles são ideais para comunicações; mas porque os fótons normalmente não interagem, é difícil criar portas de todos os fotônicos (por meio de contra-exemplo: os elétrons interagem fortemente, por isso é fácil de usar um sinal elétrico para controlar um portão, mas sua interação faz com que os elétrons interferem uns com os comunicações de outras pessoas).
O Instituto Weizmann de Ciência grupo liquidada em como sua solução era usar fótons individuais para alterar o estado de um único átomo de rubídio no centro de uma matriz de quatro fibras ópticas (dois em, dois em). O átomo é invertida por um fóton, entre agir como um espelho ou ser (efetivamente) transparente.
O átomo do meio é a chave. Imagem: Dayan et al
Por exemplo, se o "átomo de controle" está apresentando seu estado reflexivo para entrada 1, um fóton chegar a essa entrada aparecerá na saída 1. Nesse estado, o átomo irá transmitir um fóton de entrada 2 para a saída 1. Quando o átomo de estado é invertida, ambas as entradas aparecerá na saída 2, seja por transmissão (entrada 1) ou reflexão (entrada 2) *.
Os pesquisadores dizem que o estado-flip pode ser feito com um único fóton (embora as perdas e não-linearidades significa que, na prática, até três fótons pode ser necessária).
As tecnologias facilitadoras essenciais esta demonstração são resfriamento a laser (que ajuda a captura do átomo de rubídio single), e os ressonadores ópticos baseados em chips de alta qualidade que o casal diretamente às fibras ópticas.
"O aparelho, construído demonstra um sistema simples e robusto, o que deverá ser aplicável a qualquer futura estrutura de tais computadores. Na demonstração atual de um único átomo de funções como um transistor - ou um interruptor de duas vias - para os fótons, mas em nossos experimentos futuros, esperamos expandir os tipos de dispositivos que funcionam apenas em fótons, por exemplo novos tipos de memória quântica ou portas lógicas ", diz o Dr. Barak Dayan, chefe do grupo de Óptica Quântica do Instituto Weizmann. ®
* Bootnote - TL; versão dr: O que está acontecendo no nível quântico, é claro, um pouco mais complexo do que "refletir ou transmitir". O que acontece é que o átomo de controle absorve um fóton de entrada: no estado "reflexivo", ela re-emite fótons que volta para a fibra de entrada, enquanto que em seu estado "transmission", ele emite um fóton para a fibra de saída.
"O átomo irradia em ambas as direções, ea interferência destrutiva com a entrada [de luz] sonda na direção de avanço leva à reflexão da sonda para trás", afirma o estudo. ®
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