Les physiciens ont calculé le temps de l'état de la superposition de графеновых qubits

La pratique de l'utilisation des ordinateurs quantiques est devenu encore un peu plus grâce à графену. Les experts du Mit et de leurs collègues des autres institutions scientifiques ont été capables de faire le calcul du temps de la superposition, dans laquelle peuvent se trouver кубиты construites sur la base de graphène. Sur les résultats de l'étude signale un article de Nature Nanotechnology.

L'Idée d'une superposition quantique est bien illustré par le célèbre esprit l'expérience, surnommé «le chat-Outil». Imaginez une boîte dans laquelle est placé le vivant, le chat, l'atome, émettant des radiations avec une certaine probabilité et d'un dispositif produisant un gaz mortel, lorsqu'il détecte le rayonnement. Fermeture de la boîte sur une demi-heure. Question: le chat dans la boîte vivant ou mort? Si la probabilité que le gaz est une fois dans une heure, alors les chances de ce que le chat dans la boîte vivant ou mort représentent plus de 50 sur 50. En d'autres termes, le chat existe dans la superposition étant à la fois «à moitié mort» et «à moitié vivant». Pour confirmer l'état actuel, vous devez ouvrir la boîte et de voir, mais en même temps, nous détruisons l'état de superposition.

Les ordinateurs Quantiques utilisent le même principe de superposition. Les ordinateurs stockent et traitent l'information en bits, fonctionnant dans un système binaire de mesure de l'information – les données acquièrent le statut de «zéros» ou «unités», qui désigne l'ordinateur par le biais de certaines commandes. Dans quantiques même les ordinateurs sont utilisés, non, pas полумертвые et demi-mort des chats, et кубиты — de l'élémentaire de l'unité de l'information, qui peuvent acquérir simultanément l'état de «zéros» et les «unités». Cette caractéristique leur permet de dépasser sensiblement dans la puissance de calcul des ordinateurs ordinaires. Lors de cette plus кубиты peuvent rester dans cet état (aussi connu comme un temps de cohérence), le plus productif sera un ordinateur quantique.

Le Savant n'était pas connu le temps de cohérence qubits sur la base de graphène, par conséquent, dans la nouvelle étude, ils ont décidé de l'calculer et à la fois s'assurer de la capacité de tels кубиты être en superposition. Comme il s'est avéré, peuvent. Selon les calculs, le temps de la superposition de графеновых qubits est de 55 nanosecondes. Après cela, ils sont retournés dans leur «normale» de l'état «zéro».

«Dans cette étude, nous a motivation possibilité d'utiliser les propriétés du graphène pour améliorer les performances des qubits supraconducteurs. Nous avons d'abord montré que le composé de graphène qubit supraconducteur peut temporairement prendre l'état quantique de cohérence, ce qui est une condition clé pour la construction d'une quantiques complexes de chaînes. Nous avons créé un dispositif qui a permis pour la première fois de mesurer le temps de cohérence графенового кубита (primaire mesure кубита) et de comprendre que le temps de la superposition de ces qubits a suffisamment de durée, permettant à une personne de gérer cet état», — commente le travail de l'auteur de l'étude Joel Et Yang Wang.

Il Peut sembler que le temps de cohérence dans 55 nanosecondes pour кубита – ce n'est pas tellement. Et vous ne vous tromperez pas. C'est effectivement un peu, surtout compte tenu du fait que кубиты créés sur la base d'autres matériaux, ont le temps de cohérence des centaines de fois supérieurs à ce chiffre, indirectement, en témoignant de ce que les ordinateurs quantiques, ils ont une plus haute performance. Cependant графеновые кубиты ont leurs avantages sur les autres types de qubits, notent les chercheurs.

Par Exemple, le graphène possède une très étrange, mais une caractéristique utile – il est capable d'acquérir des propriétés de la supraconductivité, la «copie» de ses voisins de matériaux supraconducteurs. Les scientifiques du Mit ont vérifié cette propriété, en plaçant une mince feuille de graphène entre les deux couches de nitrure de bore. L'emplacement de graphène entre ces deux couches d'un matériau supraconducteur a montré que графеновые кубиты peuvent faire basculer les états lors de l'exposition à l'énergie, et non d'un champ magnétique, comme il arrive dans la кубитах à partir d'autres matériaux.

L'Avantage de ce modèle réside dans le fait qu'un qubit dans ce cas, commence à agir, plutôt, comme un transistor, en ouvrant la possibilité de joindre un plus grand nombre de qubits sur une seule puce. Si parler de кубитах sur la base d'autres matériaux, ils fonctionnent à l'aide d'un champ magnétique. Dans ce cas, la puce a dû intégrer la boucle de courant, ce qui à son tour a occupé un espace sur la puce, et empêchait le plus proche кубитам, ce qui provoquait se à des erreurs dans les calculs. Les scientifiques ajoutent que l'utilisation de графеновых qubits plus efficacement, car les deux à l'extérieur de la couche de nitrure de bore agissent comme de confinement, en protégeant le graphène de défauts qui pourraient s'infiltrer traversant le circuit des électrons. Ces deux caractéristiques peuvent vraiment aider à la création de pratiques des ordinateurs quantiques.

Un Petit temps de cohérence графеновых qubits scientifiques tout à fait ne fait pas peur. Les chercheurs soulignent que sera en mesure de résoudre cette question, en modifiant la structure du графенового кубита. En outre, les experts vont découvrir plus en détail comment à travers ces кубиты se déplacent les électrons.

Discuter de l'approximation de l'ère de l'informatique quantique est possible .