Fisica calcolato il tempo dello stato di sovrapposizione di grafene qubit

Possibilità di utilizzo pratico di computer quantistici è ancora un passo più vicino grazie a questo materiale si contano già. Gli esperti del Massachusetts institute of technology e i loro colleghi di altre istituzioni scientifiche in grado di passare un calcolo del tempo di sovrapposizione, in cui possono essere qubit, costruiti sulla base di grafene. Risultati della ricerca segnala l'articolo di Nature Nanotechnology.

L'Idea di sovrapposizione quantistica ben illustrato dal famoso esperimento della mente, che ha ricevuto il titolo di «gatto di Schrödinger». Immaginate una scatola, in cui hanno messo un gatto vivo, atomo che emette la radiazione con una certa probabilità e il dispositivo, la produzione di gas letale, quando rileva la radiazione. Chiudiamo la scatola per mezz'ora. Domanda: il gatto nella scatola è vivo o morto? Se la probabilità che il gas è disponibile ogni ora, le probabilità che il gatto nella scatola è vivo o morto sono 50 e 50. In altre parole, il gatto c'è in una sovrapposizione di essere contemporaneamente «mezzo morto» e «vivo a metà». Per confermare lo stato attuale è necessario aprire la scatola e vedere, ma allo stesso tempo questo stiamo distruggendo uno stato di sovrapposizione.

I computer Quantistici utilizzano lo stesso principio di sovrapposizione. Tradizionali i computer memorizzano ed elaborano le informazioni in bit, che lavorano in un sistema binario di misura delle informazioni – dati acquistano lo stato di «zeri» o «unità», che si intendono di computer in forma di questi o di altri comandi. In quantistici stesso computer usati, no, non полумертвые e полуживые i gatti, e di qubit — informazioni di base per unità di informazioni, che possono acquisire contemporaneamente lo stato di «zeri» e «unità». Tale caratteristica permette loro di superare in capacità di calcolo normali computer. Quando più qubit possono rimanere in questo stato (così famoso come coerenza di tempo), tanto più produttivo sarà un computer quantistico.

Gli Scienziati non sia noto il tempo di coerenza qubit a base di grafene, quindi in un nuovo studio, hanno deciso di calcolare e contemporaneamente fare in modo, sono in grado o meno di tali qubit trovarsi in una sovrapposizione. Come si è visto, possono. Secondo i calcoli, il tempo di sovrapposizione di grafene qubit è di 55 nanosecondi. Poi tornano nella sua «solita» fortuna «zero».

«In questo studio, abbiamo mosso la motivazione è la possibilità di utilizzare le proprietà del grafene per migliorare le prestazioni qubit superconduttori. La prima volta abbiamo dimostrato che a base di grafene superconduttore qubit può adottare temporaneamente lo stato di coerenza quantistica, che è una condizione fondamentale per costruire più complessi circuiti quantistici. Abbiamo creato un dispositivo che ha permesso per la prima volta di misurare il tempo di coerenza графенового qbit (primaria metrica qubit) e scoprire che il tempo di sovrapposizione di questi qubit ha sufficiente durata, che permette alla persona di gestire questa condizione», — ha commentato il lavoro l'autore principale dello studio Joel E-Yan Wang.

Può sembrare che il tempo di coerenza in 55 nanosecondi per qbit – non è così tanto. E non si può sbagliare. Questo è in realtà un po', soprattutto considerando che qubit, creati sulla base di altri materiali, hanno indicato il tempo di coerenza, centinaia di volte superiori a quelle di questa cifra, indirettamente, a testimonianza del fatto che per i computer quantistici hanno prestazioni più elevate. Tuttavia grafene qubit hanno i loro vantaggi rispetto ad altri tipi di qubit, sottolineano i ricercatori.

Ad Esempio, il grafene ha una molto strana, ma una caratteristica utile – è in grado di acquisire la proprietà della superconduttività, «copiando» da vicini di materiali superconduttori. Gli scienziati del Mit hanno controllato questa proprietà, inserendo un sottile foglio di grafene tra due strati di nitruro di boro. La posizione di grafene tra questi due strati di materiale superconduttore ha rivelato che il grafene qubit possono passare tra gli stati all'esposizione a energia, e non di un campo magnetico, come accade in кубитах di altri materiali.

Il Vantaggio di questo schema è che qubit in questo caso comincia ad agire, piuttosto, come un transistor, aprendo la possibilità di combinare un maggior numero di qubit in un unico chip. Se si parla di кубитах sulla base di altri materiali, non funzionano quando si utilizza un campo magnetico. In questo caso il chip avrebbe dovuto integrare il loop di corrente, che a sua volta dovrebbe occupare spazio sul chip, e anche impedito il più vicino кубитам, che ha portato ad errori di calcolo. Gli scienziati aggiungono che l'uso del grafene qubit in modo più efficace, dal momento che i due strati esterni di nitruro di boro agiscono come un guscio protettivo, proteggendo il grafene da difetti, che potrebbe fuoriuscire corrono per circuito elettroni. Entrambe queste caratteristiche possono davvero aiutare a creare la più pratici di computer quantistici.

Tempi di coerenza grafene qubit scienziati ciò non spaventa. I ricercatori sottolineano che saranno in grado di risolvere questo problema modificando la struttura del графенового qbit. Oltre a questo, gli esperti si riuniscono per maggiori dettagli per capire come attraverso questi qubit si muovono gli elettroni.

Discutere approssimazione dell'era informatica quantistica è possibile .