वैज्ञानिकों का आविष्कार किया है के एक नए प्रकार क्वांटम कंप्यूटिंग

ऑस्ट्रेलियाई भौतिकविदों बनाया है के एक नए प्रकार qubit बुनियादी इकाई के लिए जानकारी का भंडारण में एक क्वांटम कंप्यूटर । और, उनकी राय में, हम कर रहे हैं अंत में सक्षम बनाने के लिए वास्तव में एक पूर्ण पैमाने पर क्वांटम कंप्यूटर । एक सामान्य अर्थ में, वहाँ वर्तमान में कर रहे हैं दो के लिए सक्षम बनाने के एक क्वांटम कंप्यूटर । एक मामले में यह कम जगह की आवश्यकता है, लेकिन सिस्टम को खुद कर रहे हैं अविश्वसनीय रूप से जटिल निर्माण करने के लिए है । अन्य सिस्टम काम आसान है, लेकिन यह आवश्यक है को ध्वस्त करने के लिए एक जोड़ी की दीवारों को फिट करने के लिए इस तरह के बादशाह परिसर में है । नई खोज के वैज्ञानिकों ने इस मामले में समझौता करने के लिए ।

कुछ शोधकर्ताओं के उपयोग के सिद्ध तरीकों का कब्जा एक qubit, की तरह के मानक मॉडल पर कब्जा परमाणुओं का उपयोग करता है, जो तथाकथित आयन जाल और ऑप्टिकल (लेजर), चिमटी में सक्षम है करने के लिए पर पकड़ करने के लिए कणों के लिए काफी लंबे समय के लिए अनुमति देने के विश्लेषण, क्वांटम राज्यों के इन कणों. दूसरों का उपयोग योजनाओं के आधार पर अतिचालक सामग्री का निर्धारण करने, राज्य के एक रचना के अंदर ही सूक्ष्म विद्युत बहती है ।

इस तरह की व्यवस्था का लाभ यह है कि प्रौद्योगिकी और उपकरणों की जरूरत के लिए यह पहले से ही मौजूद हैं । यह इन तरीकों में अपेक्षाकृत सस्ती और सरल है । मुख्य मूल्य का भुगतान करने के लिए अंतरिक्ष में है. और यहाँ प्रौद्योगिकी बनाने के लिए अनुमति देता है, एक अपेक्षाकृत छोटी संख्या के qubits. बनाने और भंडारण के सैकड़ों या हजारों qubits के भीतर एक एकल कॉम्पैक्ट कंप्यूटर में अब लगता है एक असंभव कार्य है ।

होने की जानकारी कोडिंग में न्यूक्लिस और इलेक्ट्रॉन परमाणु के वैज्ञानिकों ने एक नए सिलिकॉन qubit, जो वे कहा जाता है "ट्रिगर qubit". इसकी ख़ासियत यह है कि इसे नियंत्रित किया जा सकता है विद्युत संकेतों के बजाय चुंबकीय. इसका मतलब यह है कि qubits बनाए रखने कर सकते हैं क्वांटम उलझाव और अधिक सुदूर में पहले की तुलना में एक दूसरे से दूरी, यह आसान और सस्ता स्केलेबल का विनिर्माण कंप्यूटर.

"अगर एक सामान्य क्वांटम प्रणाली, वे भी बंद हो सकता है या एक दूसरे से बहुत दूर है, "भ्रम" के बीच qubits (क्या है क्वांटम कंप्यूटर तो विशेष) नहीं दिखाने के लिए," — कहते हैं, गुइलहर्मे Tosi, में शोधकर्ता यूनिवर्सिटी ऑफ न्यू साउथ वेल्स, आविष्कार किया है जो एक नए प्रकार के qubit.

ट्रिगर qubit करने में सक्षम हो जाएगा के बीच, इन दो चरम सीमाओं की पेशकश की एक वास्तविक क्वांटम उलझाव की दूरी पर एक कुछ सौ नैनोमीटर है । दूसरे शब्दों में, यह हो सकता है कि क्या वास्तव में की अनुमति देगा स्केलेबल क्वांटम कंप्यूटर के आधार पर सिलिकॉन सामग्री.

स्पष्ट करने के लिए: फिलहाल, वैज्ञानिकों केवल एक आरेख के इस तरह के एक उपकरण है, वे कर रहे हैं अभी भी नहीं बनाया गया है । लेकिन, कहते हैं, एंड्रिया Morell, अनुसंधान समूह के प्रमुख, उनकी उपलब्धि के रूप में महत्वपूर्ण है के रूप में 1998 में प्रकाशित जर्नल नेचर में एक लेख द्वारा ब्रूस, के रूप में चिह्नित आंदोलन की शुरुआत की सिलिकॉन क्वांटम कंप्यूटिंग.

"के काम के रूप में, यह सिर्फ एक सिद्धांत है, एक सुझाव है । के qubit हम का निर्माण नहीं किया है एक" — कहा Morello.

"हम पहले से ही हाथ पर कुछ प्रारंभिक प्रयोगात्मक डेटा से संकेत मिलता है कि बनाने की संभावना के इस तरह के एक प्रणाली है, इसलिए अब हम व्यस्त हैं, यह प्रदर्शित करने के लिए. लेकिन इसके मूल में, हमारे काम का है ही दूरदर्शी मन के रूप में यह किया गया था के साथ मामला मूल लेख केन".

के रूप में ऊपर उल्लेख किया है, ट्रिगर qubit के द्वारा काम करता है एन्कोडिंग के अंदर जानकारी और इलेक्ट्रॉन के नाभिक फास्फोरस परमाणु के अंदर संलग्न एक सिलिकॉन चिप और जुड़ा हुआ है के एक सेट के साथ इलेक्ट्रोड. पूरे सिस्टम है, तो ठंडा करने के लिए, के पास शून्य निरपेक्ष और अंदर रखा एक चुंबकीय क्षेत्र है ।

का मूल्य एक qubit निर्धारित किया जाता है के संयोजन के द्वारा द्विआधारी गुण कहा जाता है, स्पिन. यदि यह स्पिन के लिए खुला है और इलेक्ट्रॉन बंद कोर, qubit एक कुल मूल्य "इकाइयों". अगर हम बात कर रहे हैं के बारे में रिवर्स क्रम में, qubit एक "शून्य" है. इस मामले में, नियंत्रित करने के लिए qubit का उपयोग करके एक बिजली के क्षेत्र के बजाय चुंबकीय संकेत है कि यह देता है. सबसे पहले, यह बहुत आसान एकीकृत करने के लिए एक ऐसी प्रणाली में साधारण इलेक्ट्रॉनिक circuitry, और दूसरे, और अधिक महत्वपूर्ण बात — इस मामले में, qubits के लिए सक्षम हैं, एक दूसरे के साथ बातचीत में दूरस्थ साइटों पर.

"को नियंत्रित करने के लिए qubit, आप की जरूरत है जगह के लिए एक इलेक्ट्रॉन से दूर नाभिक, इलेक्ट्रोड का उपयोग कर चिप पर. ऐसा करने से, आप का उत्पादन एक द्विध्रुवीय", — कहते हैं, Tosi.

"यह महत्वपूर्ण है. के बाद से इन द्विध्रुव कर सकते हैं एक दूसरे के साथ बातचीत भर में अधिक से अधिक दूरी पर, अप करने के लिए 1,000 नैनोमीटर," — कहते हैं Morello.

"इसका मतलब यह है कि qubits के आधार पर एक भी एटम रखा जा सकता है, बहुत आगे एक दूसरे से तुलना में पहले सोचा था कि संभव है । इस मामले में वहाँ संभावना है, को एकीकृत करने की प्रणाली को और अधिक शास्त्रीय घटकों की तरह, जोड़ने चैनलों पर नियंत्रण, इलेक्ट्रोड और पाठक एक ही समय में, बनाए रखने के एक सटीक "परमाणु" की प्रकृति क्वांटम बिट. उत्पादन आसान हो जाता है उपकरणों की तुलना में परमाणु स्तर, प्रौद्योगिकी की अनुमति देता है फिट करने के लिए एक लाख qubits के एक क्षेत्र में 1 वर्ग मिलीमीटर है."

इस सब के सब सामान्य रूप में इसका मतलब है कि ट्रिगर की अनुमति देगा qubits के लिए बनाए रखने के बीच एक संतुलन कॉम्पैक्ट और संभावित रूप से उपलब्ध क्वांटमकंप्यूटर के भविष्य के.

"डिजाइन अद्वितीय है और अद्भुत है । और कैसे कई वैचारिक प्रस्तावों बनाता है आपको आश्चर्य है कि क्यों कोई नहीं था कभी नहीं अनुमान लगाया है" — कहते हैं Morello.

अनुसंधान के परिणाम प्रकाशित किए गए थे में जर्नल नेचर कम्युनिकेशंस.