นักวิจัยในยุโรปได้พัฒนาเทคนิคสำหรับการตรวจวัดวัตถุโดยใช้เลเซอร์ที่แม่นยำซึ่งซ่อนอยู่หลังโครงสร้างการกระเจิงที่ซับซ้อน พวกเขากล่าวว่าสูตรทางคณิตศาสตร์ซึ่งคำนวณรูปคลื่นที่เหมาะสมที่สุดที่จำเป็นสำหรับสภาพแวดล้อมการกระเจิง ยังสามารถนำไปใช้กับคลื่นประเภทอื่นได้อีกด้วย ลำแสงเลเซอร์เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวัดวัตถุอย่างแม่นยำ
แต่ถ้ามองเห็นวัตถุได้ชัดเจนเท่านั้น หากวัตถุอยู่ด้านหลัง
หรืออยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นระเบียบ เช่น ด้านหลังกระจกขุ่นหรือฝังอยู่ในเนื้อเยื่อชีวภาพที่ซับซ้อน การวัดเหล่านี้กลายเป็นเรื่องท้าทายมากขึ้น สื่อทั้งสองจะกระเจิงและเปลี่ยนคลื่นแสงเมื่อผ่าน ดังนั้นวัตถุจึงไม่สามารถมองเห็นได้ชัดเจน ทำให้ยากต่อการวัดที่เป็นประโยชน์
ความยากลำบากในสถานการณ์เช่นนี้คือสื่อที่กระเจิงนั้นซับซ้อนและไม่รู้จักอย่างท่วมท้น สิ่งนี้ทำให้การพัฒนาวิธีการที่เป็นสากลสำหรับการถ่ายภาพผ่านระบบการกระเจิงที่ซับซ้อนเป็นสิ่งที่ท้าทาย เพื่อเอาชนะสิ่งนี้Dorian Bouchetและเพื่อนร่วมงานที่Utrecht UniversityและTU Wienได้พัฒนาสูตรทางคณิตศาสตร์ที่กำหนดลักษณะพฤติกรรมการกระเจิงของระบบ
การวิเคราะห์ของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าสื่อที่ไม่เป็นระเบียบมีผลกระทบต่อลำแสงอย่างไร ซึ่งช่วยให้พวกเขาสร้างรูปแบบคลื่นที่ซับซ้อนซึ่งกระจัดกระจายและเปลี่ยนแปลงโดยสภาพแวดล้อมที่รบกวนเพื่อสร้างลำแสงที่เหมาะสมที่สุดที่จำเป็นสำหรับการวัด “คุณไม่จำเป็นต้องรู้ด้วยซ้ำว่าสิ่งรบกวนคืออะไร” Bouchet ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่Université Grenoble Alpesอธิบาย “ก่อนอื่นการส่งชุดคลื่นทดลองผ่านระบบเพื่อศึกษาว่าระบบเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร”
นักวิจัยยังได้ทดสอบแนวคิดนี้ด้วยการทดลอง ที่มหาวิทยาลัย Utrecht พวกเขาฉายแสงเลเซอร์โซลิดสเตตแบบคลื่นต่อเนื่องที่ 532 นาโนเมตรผ่านดิฟฟิวเซอร์ซึ่งเป็นสื่อที่ไม่เป็นระเบียบ จากนั้นพวกเขาก็วัดวัตถุที่อยู่อีกด้านหนึ่งได้สำเร็จด้วยความแม่นยำระดับนาโนเมตร หลังจากคำนวณคลื่นแสงที่เหมาะสมที่สุดที่จำเป็นแล้ว
เรากำหนดลักษณะของตัวกลางโดยการส่งคลื่น
ระนาบ 2,400 ระนาบอย่างต่อเนื่องด้วยทิศทางการแพร่กระจายที่แตกต่างกัน และโดยการวัดแสงที่กระจัดกระจายจากตัวกลางสำหรับคลื่นแต่ละคลื่น” Bouchet กล่าวกับPhysics World “นอกจากนี้ เรายังวัดว่าแสงที่กระจัดกระจายนี้เปลี่ยนแปลงอย่างไรตามหน้าที่ของสิ่งที่สังเกตได้ซึ่งเราต้องการวัดอย่างแม่นยำ น่าทึ่งมาก แม้ว่าในตอนแรกเราจะให้แสงแก่ตัวกลางด้วยคลื่นระนาบเท่านั้น แต่เราสามารถคาดการณ์ว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับคลื่นชนิดอื่นที่เราสามารถใช้เพื่อทำให้ตัวกลางส่องสว่างได้”
นักวิจัยกล่าวว่าเนื่องจากผลการวิเคราะห์การกระเจิงสามารถนำไปใช้ได้ในระดับสากล จึงสามารถถ่ายโอนไปยังคลื่นประเภทอื่นได้ เช่น คลื่นอะคูสติกหรือคลื่นไมโครเวฟงานนี้เชื่อมโยงกับโปรแกรมสำหรับการสร้างภาพขนาดนาโนเมตรของโครงสร้างเซมิคอนดักเตอร์ Bouchet บอก กับ Physics Worldโดยสังเกตว่าการผลิตชิปคอมพิวเตอร์อาจเป็นแอปพลิเคชั่นที่ดีสำหรับเทคนิคนี้เนื่องจากการวัดที่แม่นยำอย่างยิ่งเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ แต่นักวิจัยยังเชื่อว่ามันสามารถนำไปใช้ในทางชีววิทยาได้ “อย่างไรก็ตาม ก่อนอื่นเราต้องตอบคำถามว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับสื่อที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา เช่น เนื่องมาจากการไหลเวียนของเลือดในหลอดเลือด” Bouchet กล่าว
นอกจากการตรวจสอบสื่อที่ขึ้นกับเวลาแล้ว ทีมงานยังพยายามเพิ่มความแม่นยำในการวัดให้มากขึ้นโดยใช้สภาวะแสงที่ไม่ใช่แบบคลาสสิก สิ่งเหล่านี้สร้างได้ยากขึ้น Bouchet กล่าว แต่โดยหลักการแล้วสามารถนำไปสู่การวัดที่แม่นยำยิ่งขึ้น
หลายอุปกรณ์ วิธีหนึ่งที่เป็นไปได้ในการขยายขนาดคอมพิวเตอร์
ควอนตัมโดยไม่ต้องขยายปัญหาของผู้ดูแลคือการกระจาย qubits ระหว่างอุปกรณ์หลายเครื่อง อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้จะต้องมีการรวมการดำเนินการทางควอนตัมลอจิคัลที่ดำเนินการบนอุปกรณ์แต่ละเครื่อง: “หากคุณคำนวณผลลัพธ์หนึ่งรายการด้วยโมดูลหนึ่งและส่งสถานะไปยังโมดูลอื่น คุณยังคงไม่ได้เพิ่มพื้นที่การคำนวณที่คุณมี” Daiss อธิบาย “การเทเลพอร์ตของประตูควอนตัม” – การสร้างประตูควอนตัมซึ่งมีผลลัพธ์ตามเงื่อนไขของสถานะของประตูอินพุตที่อื่น – ดังนั้นจึงกลายเป็นสาขาการวิจัยเชิงรุก ประตูดังกล่าวได้แสดงให้เห็นระหว่างไอออนในกับดักเดียวกันและวงจรตัวนำยิ่งยวดในตู้แช่แข็งเดียว และอีกประตูหนึ่งที่มีโฟโตนิก qubits แม้ว่าจะมีอัตราความสำเร็จเพียงเล็กน้อย
ในงานวิจัยชิ้นใหม่ Daiss และเพื่อนร่วมงานที่นำโดยGerhard Rempe ได้เปิดเผยเกทที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงและเรียบง่ายตามแนวคิดซึ่งขึ้นอยู่กับการทำงานร่วมกันของโฟตอนเดียวกับโมดูลในห้องปฏิบัติการสองห้องที่แตกต่างกัน ในห้องปฏิบัติการแต่ละแห่ง พวกเขาตั้งค่าช่องแสงที่มีอะตอมรูบิเดียมหนึ่งอะตอม และเชื่อมโยงทั้งสองระบบโดยใช้เส้นใยแก้วนำแสง 60::m ในการปรับใช้เกต พวกมันส่งโฟตอนเป็น “ควิบิตที่บินได้” ตามเส้นใยและสะท้อนโฟตอนจากโพรงทั้งสองอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นจึงทำให้โพลาไรเซชันของมันพันกันกับระดับพลังงานรูบิเดียม จากนั้น การวัดโฟตอนจะรวมกับผลป้อนกลับแบบมีเงื่อนไขบน qubit เพื่อสร้างเกท CNOT ซึ่งเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของลอจิกควอนตัม
ประกาศประตูควอนตัมโปรโตคอลสร้างประตูควอนตัม “ประกาศ” ซึ่งการตรวจจับโฟตอนส่งสัญญาณให้การทำงานของเกตประสบความสำเร็จ ในอนาคต สิ่งนี้สามารถพิสูจน์ได้ว่ามีความสำคัญต่อการผลิตคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่เชื่อถือได้ เนื่องจากการยืนยันว่าเกตที่ต่อเนื่องกันแต่ละเกตทำงานมีความสำคัญหากมีการเชื่อมต่อหลายเกตตามลำดับ Daiss กล่าวว่าแพลตฟอร์มอื่นสามารถสร้างประตูควอนตัมตามหลักวิชาได้โดยใช้โปรโตคอลของนักวิจัย หาก qubit สามารถจับคู่กับโพรงหรือเครื่องสะท้อนเสียงได้อย่างแน่นหนาเพียงพอ ตัวอย่างเช่น สิ่งนี้เกิดขึ้นได้ด้วยไอออนที่ดักจับหรือคิวบิตที่มีตัวนำยิ่งยวด
‘การผ่าตัดตาข่าย’ พัวพันกับคิวบิตทอพอโลยีที่ทนต่อความผิดพลาด ในอนาคต Daiss กล่าว ขั้นตอนต่อไปคือการเชื่อมต่อโมดูลที่ประกอบด้วยมากกว่าหนึ่ง qubit และการผลิตคอมพิวเตอร์ที่มีโมดูลมากกว่าหนึ่งโมดูล: “เราสามารถไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง และทั้งสองทิศทางจะได้รับประโยชน์จากงานที่เราทำ ในขณะนี้” เขากล่าวสรุป Ronald Hansonจาก Delft University of Technology ในเนเธอร์แลนด์เชื่อว่าเอกสารฉบับนี้เป็นก้าวสำคัญที่ก้าวไปข้างหน้า: “พวกเขาเพียงแค่มีโฟตอนอันนี้กระจัดกระจายไปด้านหนึ่ง ไปอีกด้านหนึ่งแล้วคุณวัดมัน ตามแนวคิดแล้วมันเรียบง่ายมาก และพวกเขาก็แสดงให้เห็นว่ามันได้ผล” เขาพูดว่า. “นั่นคือความจริงที่ว่ามันได้รับการประกาศและประสิทธิภาพ – ฉันคิดว่านั่นคือความแปลกใหม่ที่แท้จริงของงาน”
Credit : parkerhousewallace.com partyservicedallas.com pastorsermontv.com planosycapacetes.com platterivergolf.com
