바카라 사이트 주소도 인공 원자와 마이크로파 광자 사이의 단일 반사에 의한 양자 비트 교환

현재 바카라 사이트 주소도 양자 프로세서는 수백 개의 큐 비트가 통합되어 있지만, 진정으로 유용한 양자 컴퓨터를 실현하려면 이보다 더 많은 큐브가 필요합니다 도쿄 의료 및 치과 대학교의 교양학과의 카즈키 코시노 (Kazuki Koshino) 부교수와 양자 및 AI 퓨전 기술 비즈니스 개발 센터의 양자 장치 측정 팀 책임자 인 Kunihiro Imata의 책임자 인 Kunihiro Imata로 구성된 연구 그룹은 일본 산업 과학 및 기술 연구소에서 단순히 미세한 광전으로 교환 할 수 있음을 보여주었습니다 한 번 이것은 전자 레인지 광자를 사용하여 다수의 양자 프로세서를 연결하여 큐 비트 수를 극적으로 증가시키는 분산 양자 컴퓨터의 핵심 기술입니다 이 연구는 2050 년까지 경제, 산업 및 보안을 극적으로 발전시킬 오류 방지 일반 양자 컴퓨터 달성 "(JPMJMS2061, JPMJMS2062, JPMJMS2067), JPMJMS2062, JPMJMS2067)의 일본 과학 및 기술 기관 (JST) Moonshot-Type R & D 프로그램 목표 6의 지원으로 수행되었습니다 (22K03494) 및 일본 과학 기술 기관 (JST)의 Sakigake Research (JPMJPR1761) 연구 결과는 International Journal of Science물리 검토 적용에 2024 년 5 월 23 일 정오에 온라인으로 발표 될 예정입니다

최근 몇 년 동안 대규모 양자 컴퓨터를 실현하기 위해 양자 정보의 동인 인 많은 수의 큐 비트를 통합 한 양자 프로세서를 개발하기위한 국제 경쟁이있었습니다 큐 비트의 여러 가지 물리적 구현이 있지만 바카라 사이트 주소도 회로를 사용한 바카라 사이트 주소도 큐 비트는 수백 개의 바카라 사이트 주소도 큐브를 포함하는 가장 발달 된 양자 프로세서 중 하나입니다 그러나 진정으로 유용한 양자 컴퓨터를 실현하려면 더 많은 큐 비트가 필요합니다 그러나 배선 및 열 발생과 같은 기술적 인 문제로 인해 하나의 양자 프로세서에 통합 될 수있는 큐 비트 수의 상한이 있으며 현재 상황에서 극적인 개선은 예상되지 않습니다 따라서, 광자처럼 움직이는 입자를 큐 비트로 사용하고 다수의 양자 프로세서를 연결하여 큐 비트 수를 극적으로 증가시키는 분산 양자 컴퓨터는 강력한 솔루션이 될 것으로 예상된다

바카라 사이트 주소도 인공 원자는 바카라 사이트 주소도 상태에 있습니다비선형 LC 회로^*1에 의해 실현되며 회로의 접지 상태 | g> 및 첫 번째 여기 상태를 큐 비트로 사용합니다 다시 말해, 바카라 사이트 주소도 큐 비트의 상태는 둘 다의 중첩으로서 α₁| g>+α₂| e> (α₁, α₂복잡한 계수입니다) 반면, 마이크로파 광자는 2 개의 캐리어 주파수 (10208 및 10266 gigahertz)를 갖습니다단일 광자^*2, 저주파 상태 | ω_l> 및 고주파 상태 | ω_H>를 큐 비트로 사용하십시오 다시 말해, 마이크로파 광자의 상태는 둘 다의 중첩으로서 β₁| ω_l>+ β₂| ω_H> (β₁, β₂복잡한 계수입니다) 이 연구에 사용 된 장치에서, 바카라 사이트 주소도 인공 원자는 공진기를 통해 도파관에 결합된다 (도 1) 바카라 사이트 주소도 인공 원자가 적절한 주파수와 강도의 마이크로파로 구동되고, 마이크로파 광자가 도파관으로부터 발생하는 경우, 반사 후 교환 간의 양자 정보 즉, 반사 후 바카라 사이트 주소도 큐 비트는 상태 β₁| g>+ β₂| e>, 마이크로파 광자 큐 비트는 상태 α₁| ω_l>+ α₂| ω_H>로 변경됩니다 Quantum Computing이라는 용어에서 이것은 두 큐 비트의 스왑 게이트라고하는 동작입니다

이 연구에서 우리는 양방향 양자 상태 전달이 실제로 바카라 사이트 주소도 인공 원자와 마이크로파 광자 사이에서 발생하고 있음을 실험적으로 확인했습니다 바카라 사이트 주소도 인공 원자에서 마이크로파 광자 또는 전자 레인지 광자, 바카라 사이트 주소도 인 인공 원자에 이르기까지 단일 큐 비트를 한 방향으로 전달하기위한 체계에 대한보고가 있었지만, 이는 두 큐브를 교환하는 양전자 전송이 입증 된 것은 이번이 처음입니다

마이크로파 광자에서 바카라 사이트 주소도 인공 원자로의 전달 실험에서, 임의의 시작 상태 (β₁| ω_l>+ β₂| ω_H>)의 마이크로파 광자는지면 상태의 바카라 사이트 주소도 인공 원자에 인시되며 반사 후 바카라 사이트 주소도 인공 원자의 양자 상태를 측정합니다 원래 교환 게이트는 전자 레인지로 단일 광자로 들어가지만이 연구에는 약점이 있습니다일관된 빛^*2펄스 (평균 광자 수는 약 01)가 사건이었고 단일 광자 사고에 대한 결과는 반사 후 바카라 사이트 주소도 인공 원자 상태의 평균 광자 수 의존성에 기초하여 추정되었다 그림 2는 6 개의 입사 마이크로파 상태에 대한 반사 후 다음과 동도 된 인공 원자를 보여줍니다밀도 매트릭스^*3마이크로파 광자의 시작 상태와 바카라 사이트 주소도 인공 원자의 끝 상태는 잘 일치하며 큐 비트가 전달되는지 확인할 수 있습니다 6 가지 유형의 입력 상태믿음^*4의 평균값 0826입니다

바카라 사이트 주소도 인공 원자에서 마이크로파 광자로의 전달 실험은 다음과 같이 수행됩니다 먼저, 예비, 바카라 사이트 주소도 인공 원자 및 마이크로파 광자의 시작 상태 | g> 및 | ω_l> (| e> 및 | ω_H>), 반사 후 마이크로파 펄스의 진폭 ζ_l(ζ_H)를 측정하십시오 다음으로, 모든 시작 상태 α₁| g>+ α₂| e>에 제조 된 바카라 사이트 주소도 인공 원자를위한 단색 전자 레인지 | ω_l> (| ω_H>) 및 반사 후 전자 레인지 펄스의 진폭이 인시됩니다_l(ξ_H)를 측정하십시오 이들 4 가지 유형의 출력 진폭의 중첩 적분을 계산함으로써, 반사 후 마이크로파 광자의 최종 상태를 추정 할 수있다 도 3은 6 개의 바카라 사이트 주소도 인공 원자의 시작 상태에 대한 반사 후 마이크로파 광자의 밀도 매트릭스를 보여준다 바카라 사이트 주소도 인공 원자의 시작 상태와 마이크로파 광자의 끝 상태는 잘 일치하며 큐 비트가 전달되는지 확인할 수 있습니다 6 개의 입력 상태의 평균 충실도 값은 0801입니다

최근 통합 기술의 발전으로 하나의 양자 프로세서에 수백 개의 큐 비트를 설치할 수있었습니다 결과는 바카라 사이트 주소도 큐 비트 및 전파 마이크로파 광자 큐브를 교환하는 쉬운 방법을 보여 주며, 다수의 양자 프로세서를 연결하는 분산 양자 컴퓨터를 실현하기위한 구체적인 방법을 제공합니다 오늘날 시연 한 바카라 사이트 주소도 인공 원자와 마이크로파 광자 사이의 상호 작용 방법은 다음과 같은 특징이 있습니다 (1)이 장치에 사용되는 바카라 사이트 주소도 인공 원자 소생기 커플 링 시스템 (그림 1)은 전형적으로 바카라 사이트 주소도 양자 프로세서에서 채택되는 구성입니다 다시 말해, 오늘날 우리가 시연 한 상호 작용 체계는 현대 바카라 사이트 주소도 양자 프로세서에 즉시 적용 할 수 있습니다 (2) 바카라 사이트 주소도 인공 원자에 적용된 구동파의 주파수와 강도를 조정함으로써 게이트 유형을 자유롭게 제어 할 수 있습니다 예를 들어, 현재 상호 작용 방법은 "Quantum Bit Exchange"에서 "Quantum Entanglement 생성"으로 쉽게 변경 될 수 있습니다 이러한 기능을 활용하여 다양한 응용 프로그램이 바카라 사이트 주소도 양자 계산을 "분산"할 것으로 예상됩니다

^*1비선형 LC 회로

코일과 커패시터로만 구성된 일반 LC 회로에서 코일이 비선형 인덕터 인 Josephson Junction으로 대체되는 전기 회로 정상적인 LC 회로에서, 양자화 된 에너지 수준 사이의 간격은 일정하지만, 비선형 LC 회로에서는 일정하게 유지되지 않으며 인공 원자로서 기능한다[참조로 돌아 가기]

^*2단일 광자 일관성 상태

하나의 광자, 기본 광원을 포함하는 펄스를 단일 광자 (상태)라고합니다 대조적으로, 정상적인 빛 (전자기파)은 다른 광자 수의 양자 기계적 중첩 상태에 있으며 코 히어 런트 상태라고합니다[참조로 돌아 가기]

^*3밀도 매트릭스

Hermitian 행렬을 사용한 양자 상태의 표현 큐 비트와 같은 두 상태로 표현되는 물리적 시스템의 양자 상태는 2 × 2 Hermitian 행렬로 표현됩니다[참조로 돌아 가기]

^*4믿음

두 qubit 상태의 근접성을 나타내는 척도 실제 값은 0과 1 사이에서 실제 값을 사용하고 두 큐 비트가 완전히 다르면 0이고 동일 한 경우 1입니다[참조로 돌아 가기]

게시 된 잡지 :물리 검토 적용
논문 제목 : 단일 반사에 의한 바카라 사이트 주소도와 전자 레인지-광자 큐빗 사이의 양방향 상태 전달

Koshino Kazuki
도쿄 의료 및 치과 대학, 교양 부서
물리학 부교수
・ 연구 영역
양자 장치 이론

Inomata Kunihiro
고대 산업 과학 및 기술
Quantum Device 측정 팀의 팀 책임자, Quantum 및 AI Fusion 기술 비즈니스 개발을위한 글로벌 연구 센터
・ 연구 영역
바카라 사이트 주소도 양자 회로 실험