Forskere har funnet opp en ny type quantum computing

Australske fysikere har skapt en ny type qubit er den grunnleggende enheten for lagring av informasjon i en kvante-maskin. Og, etter deres mening, er vi endelig i stand til å skape en virkelig full-skala kvante-datamaskiner. I en Generell forstand, er det i dag to er i stand til å skape en kvante-maskin. I ett tilfelle at det krever mindre plass, men systemene i seg selv er meget komplisert å produsere. Det andre systemet arbeid lettere, men det er nødvendig å rive et par av veggene for å passe en slik koloss i lokalene. Nye funn forskere i dette tilfellet kan føre til kompromiss.

Noen forskere bruker velprøvde metoder for fangst av en qubit, som standard modell av fangst av atomer, som bruker den såkalte ion-feller og optisk (laser) pinsett, er i stand til å holde på til partikler, lenge nok til at for analyse av kvantetilstander av disse partiklene. Andre bruker forhåndsinnstillinger på grunnlag av superledende materialer, for å fastslå tilstanden til en komposisjon bare inne og svake elektriske strømmer.

Fordelen med slike systemer er at teknologi og utstyr som trengs for dette finnes allerede. Dette gjør disse metodene relativt rimelig og enkel. Den viktigste prisen å betale er på plass. Og her-teknologi gir deg mulighet til å opprette et relativt lite antall av qubits. Opprette og lagre hundrevis eller tusenvis av qubits innenfor en enkelt kompakt datamaskin nå virker som en umulig oppgave.

å Ha informasjon koding i kjernen og elektron i et atom, forskere har en ny silicon qubit, som de kalte "trigger qubit". Dens særegenhet er at det kan kontrolleres med elektriske signaler i stedet for magnetisk. Dette betyr at qubits kan opprettholde quantum forviklinger i fjernere enn før avstand fra hverandre, noe som gjør det enklere og billigere skalerbare produksjon av datamaskiner.

"Hvis du er i en normal quantum system, vil de være for tett eller for langt fra hverandre, "forvirring" mellom qubits (hva gjør kvante-datamaskiner som er så spesielt) ikke å dukke opp," — sier Guilherme Tosi, forsker ved University of New South Wales, som oppfant en ny type qubit.

Utløse qubit vil være i stand til å være mellom disse to ytterpunktene, og tilbyr en ekte quantum forviklinger i en avstand på et par hundre nanometer. Med andre ord, det kan være akkurat hva som vil tillate skalerbare quantum datamaskin basert på silisium.

For Å avklare: i øyeblikket, forskere bare har en tegning av en slik enhet, de er fortsatt ikke bygget. Men, sier Andrea Morell, leder av faggruppen, deres prestasjoner er like viktig som de publiserte i 1998 i tidsskriftet Nature en artikkel av Bruce Kane, som markerte begynnelsen av bevegelsen av silisium quantum computing.

"Som arbeidet med Kane, det er bare en teori, et forslag. Den qubit vi har ikke bygget en" — sa Morello.

"vi allerede Har på hånden noen innledende eksperimentelle data som indikerer muligheten for å lage et slikt system, så nå er vi opptatt av å demonstrere dette. Men i sin kjerne, vårt arbeid er av samme visjonære tankene som det var tilfelle med den opprinnelige artikkelen Kane".

Som nevnt ovenfor, utløser qubit fungerer ved å kode informasjon i elektron og kjernen av fosfor atom lukket inne i en silisium chip og er assosiert med et sett av elektroder. Hele systemet er så avkjølt til i nærheten absolutt null og plassert inne i et magnetisk felt.

Den Verdien av en qubit bestemmes av kombinasjonen av binære egenskaper, kalles spinn. Hvis dette spinn er åpen for elektronet og lukket kjernen, qubit kjøper en samlet verdi "enheter". Hvis vi snakker om omvendt rekkefølge, den qubit er en "null". I dette tilfellet, til å styre qubit ved hjelp av et elektrisk felt i stedet for magnetiske signaler, noe som gir to fordeler. Først, det er mye lettere å integrere et slikt system i ordinære elektroniske kretsene, og for det andre, og enda viktigere — i dette tilfellet, qubits er i stand til å samhandle med hverandre på eksterne nettsteder.

"for Å kontrollere qubit, må du plassere et elektron lenger fra kjernen, ved hjelp av elektroder på brikken. Ved å gjøre dette, må du produsere en dipol", — sier Tosi.

"Det er kritisk viktig. Siden disse dipoles kan samhandle med hverandre over større avstander, opp til 1000 nanometer," — legger Morello.

"Dette betyr at qubits på grunnlag av et enkelt atom kan plasseres mye lenger fra hverandre enn tidligere trodde var mulig. I dette tilfellet er det mulighet for å integrere systemet mer klassiske komponentene, som for eksempel å koble tv, kontroll elektroder og leser, på samme tid opprettholde en nøyaktig "atomic" arten av quantum biter. Produksjonen blir enklere enn enheter atom-nivå, teknologi gjør det mulig å tilpasse en million qubits i et område på 1 kvadrat millimeter".

Alle av dette i Generelle betyr at den trigger vil tillate qubits å opprettholde en balanse mellom kompakt og potensielt tilgjengelig quantumdatamaskiner i fremtiden.

"Design er unik og fantastisk. Og hvor mange konseptuelle forslag gjør du lurer på hvorfor ingen hadde aldri gjettet" — sier Morello.

Resultatene av forskningen er publisert i tidsskriftet Nature Communications.