Квантова пам'ять: відмінності між версіями
| [неперевірена версія] | [неперевірена версія] |
Alessot (обговорення | внесок) створено, у роботі |
Alessot (обговорення | внесок) Немає опису редагування |
||
| Рядок 4: | Рядок 4: | ||
Квантова пам'ять необхідна для розробки багатьох пристроїв у {{Не перекладено|Квантова інформатика|квантовій обробці інформації|en|Quantum information science}}, включаючи інструмент синхронізації, який може відповідати різним [[Процес (інформатика)|процесам]] в [[Квантовий комп'ютер|квантовому комп'ютері]], квантовий затвор, який підтримує ідентичність будь-якого стану, і механізм перетворення заздалегідь визначених фотонів у фотони на вимогу. Квантову пам'ять можна використовувати в багатьох аспектах, таких як [[квантові обчислення]] та квантові комунікації. Постійні дослідження та експерименти дозволили квантовій пам’яті реалізувати зберігання кубітів.<ref>{{Cite journal|vauthors=Lvovsky AI, Sanders BC, Tittel W|date=December 2009|title=Optical quantum memory|journal=Nature Photonics|volume=3|issue=12|pages=706–714|bibcode=2009NaPho...3..706L|doi=10.1038/nphoton.2009.231|issn=1749-4893}}</ref> |
Квантова пам'ять необхідна для розробки багатьох пристроїв у {{Не перекладено|Квантова інформатика|квантовій обробці інформації|en|Quantum information science}}, включаючи інструмент синхронізації, який може відповідати різним [[Процес (інформатика)|процесам]] в [[Квантовий комп'ютер|квантовому комп'ютері]], квантовий затвор, який підтримує ідентичність будь-якого стану, і механізм перетворення заздалегідь визначених фотонів у фотони на вимогу. Квантову пам'ять можна використовувати в багатьох аспектах, таких як [[квантові обчислення]] та квантові комунікації. Постійні дослідження та експерименти дозволили квантовій пам’яті реалізувати зберігання кубітів.<ref>{{Cite journal|vauthors=Lvovsky AI, Sanders BC, Tittel W|date=December 2009|title=Optical quantum memory|journal=Nature Photonics|volume=3|issue=12|pages=706–714|bibcode=2009NaPho...3..706L|doi=10.1038/nphoton.2009.231|issn=1749-4893}}</ref> |
||
== Історія == |
|||
Взаємодія квантів випромінювання з множинними частинками викликало науковий інтерес з 2010-х років. Квантова пам’ять - одне з таких полів, де квантовий стан світла відображається на групу атомів, а потім йому повертають первісну форму. Квантова пам’ять є ключовим елементом в обробці інформації, наприклад, оптичних квантових обчислень та квантових комунікацій, відкриваючи при цьому новий шлях до основи взаємодії світло-атом. Однак відновлення квантового стану світла є непростим завданням. Хоча був досягнутий вражаючий прогрес, дослідники все ще працюють над цим.<ref>{{Cite journal | vauthors = Le Gouët JL, Moiseev S |title=Quantum Memory|journal=Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics |volume=45 |issue=12 |pages=120201 |doi=10.1088/0953-4075/45/12/120201 |year=2012 |doi-access=free}}</ref> |
|||
Квантова пам'ять на основі квантового обміну дозволяє зберігати фотонні кубіти. Кессель і Мойсеєв обговорювали квантове зберігання в стані одиничного [[фотон]]а в 1993 році. Експеримент був проаналізований в 1998 році і продемонстрований в 2003 році. Таким чином, вивчення квантового зберігання в стані одиничного фотона можна розглядати як продукт технології класичного оптичного [[Носій даних|зберігання даних]], запропонованої в 1979 та 1982 рр. Не тільки це, але ідея була натхненна високою щільністю зберігання даних у середині 1970-х. Оптичного зберігання даних можна досягти, використовуючи поглиначі для поглинання різних частот світла, які потім спрямовуються до просторових точок променя і зберігаються.<ref>{{Cite journal| vauthors = Ohlsson N, Kröll S, Moiseev SA |date=2003| veditors = Bigelow NP, Eberly JH, Stroud CR, Walmsley IA |title=Delayed single-photon self-interference — A double slit experiment in the time domain|journal=Coherence and Quantum Optics VIII|publisher=Springer US|pages=383–384|doi=10.1007/978-1-4419-8907-9_80|isbn=9781441989079}}</ref> |
|||
== Типи == |
|||
=== Квантова пам'ять для світла === |
|||
Звичайні, класичні оптичні сигнали передаються шляхом зміни амплітуди світла. У цьому випадку для зберігання інформації на лампі можна використовувати аркуш паперу або жорсткий диск комп’ютера. Однак у випадку квантової інформатики інформація може кодуватися відповідно до амплітуди та фази світла. Для деяких сигналів не можна виміряти амплітуду та фазу світла не втручаючись у сигнал. Щоб зберігати квантову інформацію, саме світло потрібно зберігати не вимірюючи. Світло для квантової пам’яті - це запис стану світла в атомну хмару. Коли світло поглинається атомами, вони можуть вводити всю інформацію про квант світла.<ref>{{Cite web|url=https://anuquantumoptics.org/research-topics/qmem|title=Quantum Memory|website=photonics.anu.edu.au|access-date=2020-06-18}}</ref> |
|||
=== Твердотільна квантова пам'ять === |
|||
У [[Комп'ютер|класичних обчисленнях]] пам’ять - це тривіальний ресурс, який можна відтворити в довговічному апараті пам’яті та отримати пізніше для подальшої обробки. У квантових обчисленнях це заборонено, оскільки згідно з [[Теорема про заборону клонування|теоремою про заборону клонування]] будь-який [[квантовий стан]] не може бути відтворений повністю. Отже, за відсутності {{Не перекладено|Квантова корекція помилок|квантової корекції помилок|en|quantum error correction}} зберігання кубітів обмежується внутрішнім часом когерентності фізичних кубітів, що містять інформацію. Квантова пам'ять, яка перевищує задані фізичні межі зберігання кубітів, буде квантовою передачею інформації до "кубітів, що зберігаються", на які мало впливає навколишній шум та інші фактори. А потім, коли інформація потрібна, вона повертається до потрібних "кубітів, що обробляються", щоб забезпечити швидку роботу або читання.<ref>{{Cite journal|display-authors=6|vauthors=Freer S, Simmons S, Laucht A, Muhonen JT, Dehollain JP, Kalra R, Mohiyaddin FA, Hudson FE, Itoh KM, McCallum JC, Jamieson DN|year=2016|title=A single-atom quantum memory in silicon|journal=Quantum Science and Technology|volume=2|pages=015009|arxiv=1608.07109|doi=10.1088/2058-9565/aa63a4}}</ref> |
|||
[[Файл:Navg1.png|міні]] |
|||
== Примітки == |
== Примітки == |
||
Версія за 13:10, 14 лютого 2021
 | Ця стаття в процесі редагування певний час. Будь ласка, не редагуйте її, бо Ваші зміни можуть бути втрачені. Якщо ця сторінка не редагувалася кілька днів, будь ласка, приберіть цей шаблон. Це повідомлення призначене для уникнення конфліктів редагування. Останнє редагування зробив користувач Alessot (внесок, журнали) о 13:10 UTC (1736056 хвилин тому). |
Квантова пам'ять - це квантово-механічна версія звичайної пам'яті комп'ютера[en]. У той час як звичайна пам’ять зберігає інформацію як двійковий стан (представлений «1» і «0»), квантова пам’ять зберігає квантовий стан для подальшого пошуку. Ці стани містять корисну обчислювальну інформацію, відому як кубіти. На відміну від класичної пам'яті повсякденних комп'ютерів, стани, що зберігаються в квантовій пам'яті, можуть знаходитись у квантовій суперпозиції, що надає набагато більшу практичну гнучкість у квантовому алгоритмі[en], ніж класичне зберігання інформації.
Квантова пам'ять необхідна для розробки багатьох пристроїв у квантовій обробці інформації, включаючи інструмент синхронізації, який може відповідати різним процесам в квантовому комп'ютері, квантовий затвор, який підтримує ідентичність будь-якого стану, і механізм перетворення заздалегідь визначених фотонів у фотони на вимогу. Квантову пам'ять можна використовувати в багатьох аспектах, таких як квантові обчислення та квантові комунікації. Постійні дослідження та експерименти дозволили квантовій пам’яті реалізувати зберігання кубітів.[1]
Історія
Взаємодія квантів випромінювання з множинними частинками викликало науковий інтерес з 2010-х років. Квантова пам’ять - одне з таких полів, де квантовий стан світла відображається на групу атомів, а потім йому повертають первісну форму. Квантова пам’ять є ключовим елементом в обробці інформації, наприклад, оптичних квантових обчислень та квантових комунікацій, відкриваючи при цьому новий шлях до основи взаємодії світло-атом. Однак відновлення квантового стану світла є непростим завданням. Хоча був досягнутий вражаючий прогрес, дослідники все ще працюють над цим.[2]
Квантова пам'ять на основі квантового обміну дозволяє зберігати фотонні кубіти. Кессель і Мойсеєв обговорювали квантове зберігання в стані одиничного фотона в 1993 році. Експеримент був проаналізований в 1998 році і продемонстрований в 2003 році. Таким чином, вивчення квантового зберігання в стані одиничного фотона можна розглядати як продукт технології класичного оптичного зберігання даних, запропонованої в 1979 та 1982 рр. Не тільки це, але ідея була натхненна високою щільністю зберігання даних у середині 1970-х. Оптичного зберігання даних можна досягти, використовуючи поглиначі для поглинання різних частот світла, які потім спрямовуються до просторових точок променя і зберігаються.[3]
Типи
Квантова пам'ять для світла
Звичайні, класичні оптичні сигнали передаються шляхом зміни амплітуди світла. У цьому випадку для зберігання інформації на лампі можна використовувати аркуш паперу або жорсткий диск комп’ютера. Однак у випадку квантової інформатики інформація може кодуватися відповідно до амплітуди та фази світла. Для деяких сигналів не можна виміряти амплітуду та фазу світла не втручаючись у сигнал. Щоб зберігати квантову інформацію, саме світло потрібно зберігати не вимірюючи. Світло для квантової пам’яті - це запис стану світла в атомну хмару. Коли світло поглинається атомами, вони можуть вводити всю інформацію про квант світла.[4]
Твердотільна квантова пам'ять
У класичних обчисленнях пам’ять - це тривіальний ресурс, який можна відтворити в довговічному апараті пам’яті та отримати пізніше для подальшої обробки. У квантових обчисленнях це заборонено, оскільки згідно з теоремою про заборону клонування будь-який квантовий стан не може бути відтворений повністю. Отже, за відсутності квантової корекції помилок[en] зберігання кубітів обмежується внутрішнім часом когерентності фізичних кубітів, що містять інформацію. Квантова пам'ять, яка перевищує задані фізичні межі зберігання кубітів, буде квантовою передачею інформації до "кубітів, що зберігаються", на які мало впливає навколишній шум та інші фактори. А потім, коли інформація потрібна, вона повертається до потрібних "кубітів, що обробляються", щоб забезпечити швидку роботу або читання.[5]
Примітки
- ↑ Lvovsky AI, Sanders BC, Tittel W (December 2009). Optical quantum memory. Nature Photonics. 3 (12): 706—714. Bibcode:2009NaPho...3..706L. doi:10.1038/nphoton.2009.231. ISSN 1749-4893.
- ↑ Le Gouët JL, Moiseev S (2012). Quantum Memory. Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics. 45 (12): 120201. doi:10.1088/0953-4075/45/12/120201.
- ↑ Ohlsson N, Kröll S, Moiseev SA (2003). Bigelow NP, Eberly JH, Stroud CR, Walmsley IA (ред.). Delayed single-photon self-interference — A double slit experiment in the time domain. Coherence and Quantum Optics VIII. Springer US: 383—384. doi:10.1007/978-1-4419-8907-9_80. ISBN 9781441989079.
- ↑ Quantum Memory. photonics.anu.edu.au. Процитовано 18 червня 2020.
- ↑ Freer S, Simmons S, Laucht A, Muhonen JT, Dehollain JP, Kalra R та ін. (2016). A single-atom quantum memory in silicon. Quantum Science and Technology. 2: 015009. arXiv:1608.07109. doi:10.1088/2058-9565/aa63a4.