Fysikere har beregnet tid i staten superposisjon av grafén qubits

Mulighet for praktisk bruk av kvante-datamaskiner ett skritt nærmere takk til grafén. Eksperter fra Massachusetts Institute of technology og deres kolleger fra andre forskningsmiljøer, og var i stand til å beregne tidspunktet for superposisjon, som kan omfatte qubits, bygget på grunnlag av grafén. Resultatene av studien i henhold til artikkel Nature Nanoteknologi.

Ideen om quantum superposisjon er godt illustrert ved den berømte tanke eksperiment kalt "Schrodinger er katt". Tenk deg en boks som vi har plassert en levende katt, atom som avgir stråling med en bestemt sannsynlighet og en enhet som produserer en dødelig gass når den oppdager stråling. Lukk esken på en halv time. Spørsmål: katt i boksen levende eller døde? Hvis sannsynligheten for at gassen er produsert hver time, sjansene for at katten i boksen levende eller døde, er 50: 50. Med andre ord, katten finnes i en superposisjon av å være både "halvdøde" og "halvparten i live". For å bekrefte gjeldende status må du åpne-boksen, og se, men på samme tid som vi ødelegge en tilstand av superposisjon.

Kvante-datamaskiner som bruker samme prinsippet om superposisjon. Tradisjonelle datamaskiner lagrer og behandler informasjon i biter ansatt i det binære system for måling av informasjon – data er staten "nuller" eller "de" som er forstått av datamaskin i form av visse grupper. I kvante-datamaskiner som er brukt, det er ikke halv-døde og halv-døde katter, qubits — den grunnleggende enhet av informasjon som kan skaffe samtidig tilstand av "nuller" og "enheter". Denne funksjonen gjør dem til vesentlig overstiger computational evne til vanlige datamaskiner. Jo lenger at qubits kan forbli i denne tilstanden (også kjent som sammenheng tid), jo mer produktiv vil være quantum datamaskinen.

Forskere ikke kjenner sammenhengen tid av qubits basert på grafén, derfor, i den nye studien, bestemte de seg for å beregne og kontrollere om disse qubits å være i superposisjon. Som det viste seg, som jeg kan. I henhold til beregningene, da blandingen av grafén qubits er 55 nanosekunder. Etter dette vendte de tilbake til sine "faste" som "null".

"I denne studien, vi var motivert motivasjon er mulighet for å bruke egenskaper av grafén til å forbedre resultatene av superledende qubits. Vi første viste at grafén består av en superledende qubit kan gjøre det midlertidig tilstand av quantum sammenheng, som er en viktig forutsetning for å bygge mer komplekse quantum kretser. Vi har opprettet en enhet som gjorde det mulig å måle sammenhengen tid av grafén qubit (den primære beregningen av qubit) og finne ut hvilken tid en superposisjon av disse qubits er av tilstrekkelig varighet, slik at en person til å behandle denne tilstanden," — kommentarer på arbeidet med hovedforfatter av studien Joel jeg-Jan Wang.

Det Kan virke som det sammenheng med tidspunktet for 55 nanosekunder for en qubit er ikke så mye. Og du kan ikke gå galt. Det er faktisk litt, spesielt med tanke på at qubits opprettet på grunnlag av andre materialer, som viste sammenheng tid, hundrevis av ganger større enn dette tallet, indirekte indikerer at kvante-datamaskiner de har høyere ytelse. Imidlertid, grafén qubits har sine fordeler fremfor andre typer qubits, forskerne note.

For Eksempel, grafén har en veldig rart, men nyttig funksjon – det er i stand til å tilegne seg egenskaper av superleder, "kopiere" det fra nabolandet superledende materialer. Forskere fra mit har testet denne egenskapen ved å plassere et tynt ark av grafén mellom to lag av boron nitride. Plasseringen av grafén mellom to lag av superledende materiale har vist at grafén en qubit kan veksle mellom Stater når de utsettes for energi, ikke av det magnetiske feltet, som er tilfellet i qubits fra andre materialer.

Fordelen med denne ordningen er at qubit i dette tilfellet begynner å opptre mer som en tradisjonell transistor, åpner mulighet for å kombinere et større antall av qubits på en enkelt brikke. Hvis vi snakker om qubits basert på andre materialer, de fungerer når du bruker det magnetiske feltet. I dette tilfellet, chip ville ha til å integrere gjeldende loop, som i sin tur ville oppta ekstra plass på brikken, og også forhindret ved siden av qubits som resulterer i feil i beregninger. Forskerne la også til at bruken av grafén qubits mer effektivt fordi to ytre lag av boron nitride som fungerer som et beskyttende skall som beskytter grafén feil som kan lekke kjører nedover i kjeden elektroner. Begge disse egenskapene kan virkelig hjelpe deg i å skape praktiske kvante-datamaskiner.

En Liten sammenheng tid av qubits grafén forskere er ikke skummelt. Forskerne merk at du kan løse dette problemet ved å endre strukturen av grafén qubit. I tillegg er spesialister kommer til å forstå mer informasjon om hvordan du bruker disse qubits er flyttet elektroner.

For å Diskutere den kommende æra av quantum computing mulig .