Петропавлда жаңа түрі кванттық есептеулер

Австралиялық физика жаңа түрі кубита – элементарлық бірлікті сақтау үшін ақпаратты квантовом компьютерде. Және, олардың пікірінше, біз ақырында құра аламыз, осы ауқымды кванттық компьютерлер. Жалпы мағынада осы екі қабілетті құру кванттық компьютер. Бір жағдайда бұл аз орын талап етеді, бірақ өздері жүйесін өнімділігі өте күрделі өндіру. Басқа – жүйесінің өнімділігі оңай, бірақ бұл ретте тиесілі жартылай жұп қабырғалар үшін уместить мұндай махины үй-жайларда. Жаңа ашылуы ғалымдар бұл жағдайда әкелуі мүмкін компромиссу.

Кейбір зерттеушілер пайдаланады тексерілген тәсілдері басып кубита тәрізді стандартты басып алған атомдар, онда пайдаланылады деп аталатын иондық қақпан және оптикалық (лазерлік) пинцеттер, ұстап қалуға қабілетті бөлшектер жеткілікті ұзақ уақыт, мүмкіндік береді талдау кванттық күйлердің бұл бөлшектер. Басқа да пайдаланады схемалары негізінде сверхпроводящих материалдарды анықтай отырып, жай-күйі суперпозиций тікелей ішіндегі қиын уловимых электр ағындары.

мұндай жүйелердің Артықшылығы мынада технологиялар мен құрал-жабдықтар, қажетті бұл үшін қазірдің өзінде бар. Ол мұндай әдістері салыстырмалы қол жетімді және бір мезгілде қарапайым. Негізгі баға, оған ақы да төлеуге тура келеді, болып табылады кеңістікте. Ал мұнда технологиясы жасауға мүмкіндік береді салыстырмалы түрде шағын саны кубитов. Құру және сақтау жүздеген және мыңдаған кубитов ішіндегі бір жинақы компьютер қазір меніңше неосуществимой міндеті.

іске асырып ақпаратты кодтау және ядросында, электроне атом ғалымдар жаңа кремний кубит, олар атады "триггерным кубитом". Оның ерекшелігі-ол басқарылуы мүмкін электр сигналдарын, орнына магниттік. Бұл білдіреді мұндай кубиты қолдауы мүмкін квантовую запутанность неғұрлым қашықтағы бұрын бір-бірінен, бұл оңай және арзан болып масштабируемое компьютерлер.

"Егер қарапайым кванттық жүйе олар тым жақын немесе тым алыс бір-бірінен, онда "запутанность" кубитами (яғни, бұл кванттық компьютерлер осындай ерекше) соқтырады", — дейді Гильерме Шағымданған, зерттеуші Университетінің Жаңа Оңтүстік Уэльс, придумавший жаңа түрі кубита.

Триггерный сол кубит қабілетті болуға арасындағы осы екі шектен ұсына отырып, осы квантовую запутанность қашықтықта бірнеше жүз нанометр. Басқа сөздермен айтқанда, бұл мүмкін дәл жүргізуге мүмкіндік береді ауқымдырақ кванттық компьютер негізінде кремнийлі материалдар.

анықтау Үшін: қазіргі уақытта ғалымдар ғана бар схемасы мұндай құрылғы, олар оны әлі салдық. Бірақ қалай дейді Андреа Морелл, зерттеу тобының жетекшісі, оларды қол жеткізу соншалықты маңызды болып табылады және жарияланған 1998 жылы-Nature " журналында-бап Брюса Кейна, положившая қозғалыстың басталуы даму кремнийлі кванттық есептеулер.

"Ретінде және жұмыс Кейна, бұл тек теория, ұсыныс. Кубит біз әлі салдық", — дейді Морелло.

"бізде қазірдің өзінде бар, қолында кейбір бастапқы эксперименттік деректерді көрсетеді мүмкіндігін құрудың ұқсас жүйесі, сондықтан қазір біз бәрін үшін бұл көрсету. Бірақ өз негізінде біздің жұмыс сипатқа осындай визионерский ойымша, бұл жағдайда, түпнұсқа-бабында Кейна".

жоғарыда айтылғандай, триггерный кубит жұмыс істейді арқасында ақпаратты кодпен хабарлау ішіндегі электрона және атом ядросының фосфор жасалған ішіндегі кремний чип байланысты электродтар жиынтығы. Барлық жүйесі, содан кейін салқындатылады ға абсолюттік нөлден және орналастырылады ішіне магнит өрісі.

Мәні кубита анықталады комбинациясы бинарлық қасиеттері, деп аталатын спином. Егер бұл спин үшін ашық электрона және жабық үшін ядро, кубит иеленеді жалпы мәні "бірлік". Егер әңгіме туралы кері тәртіпте, яғни кубит білдіреді "нөл". Бұл жағдайда басқару кубитом болады көмегімен электр өрісінің орнына магниттік сигналдарды береді, бірден екі артықшылықтары. Біріншіден, әлдеқайда жеңіл біріктіруге осындай жүйені әдеттегі электрондық схема, ал екіншіден, және одан да маңызды — бұл жағдайда кубиты қабілетті өзара іс-қимыл бір-бірімен неғұрлым алыс қашықтықта.

басқару Үшін кубитом, сізге орналастыру қажет электрон алыстап, ядро пайдалана отырып, электродтар чипіне. Осылайша, сіз сондай-ақ құрасыз диполь", — дейді Шағымданған.

"Бұл өте маңызды. Өйткені бұл диполи әрекеттесе алады неғұрлым алыс қашықтықтарда дейін 1000 нанометр", — қосады Морелло.

"Бұл кубиты базасында бір атомы болады орналастыру әлдеқайда қарай бір-бірінен бұрын болып саналды мүмкін. Мұндай жағдайда пайда болады интеграциялау мүмкіндігі жүйесіне астам классикалық компоненттері тәрізді қосатын арналарды басқаратын электрод және санау қондырғылар, сол уақытта сақтай отырып, дәл "атом" табиғатты кванттық бит. Өндіру қарапайым болып, ол құрылғыларды атомдық деңгейдегі, бұл технология мүмкіндік береді уместить миллион кубитов алаңындағы 1 шаршы миллиметр".

осының Барлығы, жалпы алғанда, білдіреді триггерные кубиты сақтауға мүмкіндік береді балансы арасындағы ықшамды және ықтимал қол жетімді квантовымикомпьютерлермен болашақ.

"Дизайн бірегей удивителен. Ретінде көптеген тұжырымдамалық ұсыныстар туралы ойлануға мәжбүр етеді, неге ешкім бұрын мұндай емес догадался", — дейді Морелло.

ғалымдардың зерттеу Нәтижелері жарияланды журналында Nature Communications.