| cyqdesign |
2017-08-14 08:53 |
如何使“孤傲”的光子改變彼此的量子態(tài)？
所有早期量子計算研究都是利用光開展的。光易于操縱，只需幾面鏡子、幾塊晶體和光線探測器，就等于擁有了一臺晶體計算機。但在過去20年間，情況早已改變，幾乎所有重大進展都是利用離子、超導電流環(huán)或晶體缺陷取得的。這是一種合理的進步。要進行邏輯運算，必須以一種量子態(tài)為基礎、對另一種量子態(tài)進行修改。 $Z)u04;&@
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這是一種合理的進步。要進行邏輯運算，必須以一種量子態(tài)為基礎、對另一種量子態(tài)進行修改。然而，一道光波從另一道光波旁飛過時，往往徑直而過，路徑?jīng)]有絲毫動搖，更別提停下來“交流”了。兩個帶電離子則恰好相反，其中一個的量子態(tài)會對另一個造成強烈影響，因此邏輯運算會簡單得多。 }y*D(`
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問題在于，能夠輕易改變的量子態(tài)也容易被環(huán)境破壞。相比之下，光的量子態(tài)就頑固得多。這已經(jīng)由兩地通過通過衛(wèi)星開展的量子密鑰分配得到了驗證。 j17h_ a;
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因此，光量子態(tài)仍對量子計算具有重要意義，不過它們大多被當作各地之間的信息載體。在每個位置上，光的量子態(tài)會被轉(zhuǎn)化成其它狀態(tài)、從而展開運算。不過，如今科學家研發(fā)出了一種特殊的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，使光線之間可產(chǎn)生強烈的相互影響。這樣一來，就不再需要上述轉(zhuǎn)化過程了。 Z4Q]By:/L
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互相無視的光子 ;8PO}{rD
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那么，光子為何如此“孤芳自賞”呢？問題在于，它們必須通過某種介質(zhì)才能交流。當光線穿過玻璃時，光場會使玻璃中的全部電子發(fā)生振動，從而減慢光的傳播速度。光的減慢程度表現(xiàn)為材料的折射率。我們通常認為，折射率與光的亮度無關。如果加強光照強度，電子會振動得更加劇烈，但并不會改變光線穿過介質(zhì)的軌跡，也就是說，折射率沒有變化。 *_I `{9~'
然而，如果光線亮度很高，電子振動的幅度就會超出一般范圍。電子平時和原子綁定在一起，因此振動幅度有一定限制。一旦光線亮度使電子振動幅度急劇增加，光照強度就會改變介質(zhì)折射率。光線穿過介質(zhì)的路徑改變后，各種奇怪的現(xiàn)象便會隨之發(fā)生，如出現(xiàn)新的顏色、光線開始聚焦、或者光脈沖變得更加短暫密集。 iw
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