Seul Milli Universiteti tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Bu tədqiqatda inkişaf etdirilən qeyri-Abel fotonik inteqral sxem, optik cihazlar arasında birləşmələrin ilk dəfə tam proqramlaşdırıla bilən matris dəyərli əməliyyatlar şəklində tətbiq olunduğu bir sistemdir. Mənbə: Fiziki İcmal Məktubları

Bir tədqiqat qrupu fotonik inteqral dövrədə (PIC) proqramlaşdırıla bilən spinor qəfəsini uğurla tətbiq edib. Bu platforma, əməliyyatların nəticəsinin onların ardıcıllığından asılı olduğu qeyri-Abel fizikasının inteqrasiya olunmuş fotonik sistem daxilində reallaşdırılmasına imkan verir.

Bu nailiyyət sayəsində Elektrik və Kompüter Mühəndisliyi Departamentinin professoru Sunkyu Yu və professoru Namkyoo Parkın rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu, Seul Universitetinin Elektrik və Kompüter Mühəndisliyi Məktəbinin professoru Xianji Piao və Ekseter Universitetinin (Böyük Britaniya) professoru Jensen Li ilə əməkdaşlıqda topoloji kubitlərin işləmə prinsiplərinin klassik şəkildə təqlid edilə biləcəyini nümayiş etdirir və əvvəllər məlum olan tətbiqlərdən fərqli yeni topoloji fiziki hadisələrin reallaşdırılması ehtimalını daha da irəli sürür.

Bu tədqiqatın nəticələri Physical Review Letters jurnalında dərc edilib .

Topoloji fotonikaya artan maraq

Fotonik inteqral sxemlərdən istifadə edərək aşağı güclü, ultra sürətli hesablamalara nail olmağa yönəlmiş tədqiqatlar fəal şəkildə davam etdirilir. Bununla belə, işığın qüsurlara və xətalara qarşı kövrəkliyi praktik tətbiqdə ciddi çətinliklər yaratmışdır. Alternativ olaraq, qüsurlara davamlı və sabit optik hesablamaları həyata keçirmək üçün topoloji xüsusiyyətlərdən istifadəyə diqqət artırılmışdır .Topoloji kvant hesablamasında əsas hesablama proseslərindən biri olan hörmə əməliyyatlarının optik tətbiqi klassik şəkildə fotonik inteqral dövrədə həyata keçirilmişdir. Mənbə: Physical Review Letters

Qeyri-Abel fizikası, eyni vahid əməliyyatları tətbiq edildikdə belə, nəticələrin əməliyyatlar ardıcıllığından fundamental asılılığı ilə xarakterizə olunur. Bu prinsip , Microsoft kimi təşkilatlar tərəfindən fəal şəkildə araşdırılan topoloji kvant hesablamaları üçün də əsasdır . Xüsusilə, Abel olmayan xüsusiyyətlər qüsurlara qarşı davamlı olan işıq vəziyyətlərinin güclü idarə olunmasını təmin etməklə yeni dizayn azadlığı təklif edir.

Lakin, genişmiqyaslı fotonik inteqral sxemlərin reallaşdırılması davamlı çətinliklərlə üzləşib, o cümlədən:

1. istehsal dəyişikliklərindən qaynaqlanan səhv yığılması və
2. cihazlar arasındakı qarşılıqlı təsirlər səbəbindən təkrar istehsal qabiliyyətinin azalması, hər ikisi də sabit hesablamaya mane olur.

Matris nəzarəti üçün yeni platforma

Abeliyadan kənar xüsusiyyətlərin tətbiqi, həm amplituda, həm də faza məlumatlarını özündə birləşdirən matrislər kimi ifadə edilən çoxsaylı daxili işıq sərbəstlik dərəcələri arasındakı əlaqənin dəqiq nəzarətini tələb edir. İndiyə qədər bu cür nəzarəti dəstəkləyə bilən heç bir sistematik dizayn metodologiyası yaradılmamışdı.

Bu çətinlikləri həll etmək üçün tədqiqat qrupu ilk dəfə olaraq işığın fiziki xüsusiyyətləri arasındakı əlaqələrin universal, matris dəyərli idarə olunmasına imkan verən və yeni qeyri-Abel dinamikasını və topoloji fotonik xüsusiyyətlərini uğurla kəşf edib həyata keçirən fotonik inteqral dövrə konsepsiyasını təklif etdi.

Tədqiqatçılar ilk olaraq optik elementlər vasitəsilə yalançı spin rejimləri arasında evanescent birləşmələrindən istifadə edərək matris dəyərli birləşmə əməliyyatlarına qadir olan fotonik bina blokunu təqdim etdilər. Bu platformadan istifadə edərək, onlar fotonik rejimlərin sərbəst şəkildə bir-birinə qarışmasına imkan verərək topoloji kvant hesablamasının əsas mexanizmi olan hörmə əməliyyatlarını nümayiş etdirdilər. Bu, Abeliyadan kənar kvant fenomenlərinin işıq vəziyyətlərini düyün kimi “hörməklə” təqlid edilə biləcəyini göstərdi.

Bundan əlavə, tədqiqatçılar fərqli topoloji materiallar arasındakı sərhəddə ” qeyri-Abel interfeysi ” adlanan unikal bir fenomen müşahidə etdilər. Bu interfeysdə topoloji cəhətdən qorunan optik vəziyyətlərin hibridləşməyə məruz qaldığı və nəticədə enerji zolağının yenidən açıldığı aşkar edildi. Bu tapıntı, hər ikisi optik hesablama üçün vacib olan yüksək səhv müqavimətinin və səmərəli proqramlaşdırmanın eyni vaxtda reallaşmasına imkan verən yeni bir fotonik sərbəstlik dərəcəsini ortaya qoyur.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Gələcək fotonik hesablama üçün təsirlər

Bu tədqiqat topoloji fizika, qeyri-Abel dinamikası və yenidən konfiqurasiya edilə bilən fotonik inteqral sxemlər arasında birbaşa əlaqə yaratması baxımından əhəmiyyətlidir. Xüsusilə, qüsurlara həssas olan ənənəvi fotonik hesablama sistemlərində qaçılmaz olan təkrarlanan incə tənzimləmə və sabitləşdirmə xərclərini azaltmaq üçün bir vasitə təklif edir.

Təklif olunan platforma eyni zamanda möhkəm, xətaya davamlı əməliyyat və çevik, istifadəçi tərəfindən müəyyən edilmiş idarəetməni təmin edən dizayn azadlığı təmin edir.

Bundan əlavə, bu işin optik sistemdə qeyri-Abel hadisələrini klassik şəkildə təqlid etməklə, qeyri-Abel hörgüsü kimi mürəkkəb topoloji kvant əməliyyatlarının gələcəkdə yoxlanılmasına imkan verəcəyi və topoloji prinsiplərə əsaslanan yüksək ölçülü informasiya emalı və fotonik hesablamaların həyata keçirilməsini asanlaşdıracağı gözlənilir.

Həmmüəlliflər Prof. Sunkyu Yu və Prof. Namkyoo Park bildiriblər ki, “Bu tədqiqat fotonik inteqral sxemlərdə tətbiq oluna bilən topoloji sərbəstlik dərəcələrinin diapazonunu uğurla maksimum dərəcədə artırıb”.

“Uzunmüddətli məqsədimiz silikon fotonik inteqral sxemlər daxilində qüsurlara davamlı fotonik süni intellekt yaratmaqdır.”

Məqalənin ilk müəllifi Gyunghun Kim şərh etdi: “Bu tədqiqat bizə Abeliyaya aid olmayan hadisələri daha dərindən anlamağa imkan verdi və ümid edirik ki, bu nəticələr süni intellekt və kvant texnologiyalarında geniş tətbiq tapacaq.”

SNU-nun Elektrik və Kompüter Mühəndisliyi kafedrasında bakalavr təcrübəsi keçən Gyunghun Kim hazırda Massaçusets Texnologiya İnstitutunda (MIT) doktorluq dərəcəsi almaq üçün çalışır və orada ifratkeçirici kvant kompüterləri üzərində tədqiqatlar aparır.

Nəşr detalları

Gyunghun Kim və digərləri, Qeyri-Abel Topoloji Fotonika və Hörmə üçün Proqramlaşdırıla Bilən Şəbəkələr, Fiziki İcmal Məktubları (2026). DOI: 10.1103/rgfy-n6zd

Jurnal məlumatları: Fiziki icmal məktubları 

Əsas anlayışlar

Optika və lazerlərKvant alqoritmləri və hesablamaMaddənin topoloji fazalarıTopoloji materiallar

Seul Milli Universiteti tərəfindən təmin edilir