Учените са изобретили нов тип квантовите компютри

Австралийски физици са създали нов тип кюбит - елементарната единица за съхраняване на информация в квантов компютър. И, според тях, ние сме най-накрая може да се създаде един наистина пълен мащаб квантовите компютри. В най-общ смисъл в момента, има две възможности за създаване на квантов компютър. В един от случаите, е необходимо по-малко място, но системата произвежда изключително сложно да се произвежда. В друг - системата по-лесно да се получи, но трябваше да изтърпи няколко стени, за да се настанят такъв голям обект в стаята. Новите учените откритие в този случай може да доведе до компромис.

Учените са изобретили нов тип квантовите компютри

Някои изследователи използват доказани методи за улавяне кюбит, като стандартен модел улавяне атома, която използва така наречените йонни капани и оптични (лазер) клещи, способни на запазване частици достатъчно дълъг, който позволява анализ на квантовата състояния на частиците. Други използват схеми на базата на свръхпроводящи материали, определяне на държавните суперпозиции само във вътрешността на твърди доловими електрически потоци.

Предимството на тези системи се крие във факта, че технологията и оборудването, необходимо за да направите това вече съществуват. Това прави тези техники сравнително достъпен и в същото време проста. Базова цена, която трябва да се плати, е в пространството. Тук технологията ви позволява да създавате относително малък брой на qubits. Създаване и съхраняване на стотици или хиляди qubits в рамките на една компактна компютърна сега изглежда невъзможна задача. С реализацията на кодиращата информация в ядрото, а в електроните на атомите, учените имат нов силиконов кюбит, които те наричат ​​"спусък кюбит". Нейната особеност е, че тя може да се контролира от електрически сигнали, вместо магнитни. Това означава, че тези qubits са квантово заплитане да се поддържа по-отдалечен от всякога далеч един от друг, което го прави по-лесно и по-евтино производство в големи мащаби компютри.

Учените са изобретили нов тип квантовите компютри

"Ако обикновената квантова система, те ще бъдат твърде близо или твърде далеч един от друг, за" объркването "между qubits (това, което прави квантовите компютри, така специални), не се прояви," - казва Гилерме Тоси, изследовател в Университета на Нов Южен Уелс, изобретен нов тип кюбит.

спусъка също е способен кюбит лежат между тези две крайности, предлагайки вярно квантово заплитане в региона на няколкостотин нанометра. С други думи, това може да бъде точно това, което ще доведе до по-мащабируема квантов компютър на базата на силиконови материали.

За да се изясни: В момента, учените имат само схема на такова устройство, те все още не са построени. Но, казва Андреа Морел, ръководител на изследователския екип и им постижение е толкова важно, колкото публикувана през 1998 г. в списание Nature статия от Брус Кейн, поставя началото на движението на силиций квантовите компютри.

"Тъй като работата на Кейн, това е само теория, оферта. Кюбит ние все още не сме изградили, "- каза Морело.

"Ние вече имаме под ръка някои първоначални експериментални данни, които сочат към възможността за създаване на такава система, така че сега ние сме заети опитва да демонстрира това. Но в основата си, работата ни е един мечтател ума, както е в случая с оригинални статии Кейн ".

Както бе споменато по-горе, спусъка минава през кюбит кодирана информация в рамките на електрона и фосфорен атом, затворена в силиконов чип и свързан с набор от електроди. След това цялата система се охлажда почти до абсолютна нула, и се поставя вътре в магнитното поле.

Значимостта се определя от комбинация от двоичен кюбит собственост, наречена спин. Ако това е отворен за спина на електрона и е затворен до мозъка на костите, на кюбит става общата стойност на "единство". Когато става въпрос за обратна последователност на кюбит е "нула". В този случай, кюбит може да се контролира с помощта на електрическо поле вместо магнитни сигнали, които осигурява две предимства. На първо място, така че много по-лесно да се интегрират такава система в конвенционална електронна схема, и второ, и по-важното - в този случай, qubits са в състояние да взаимодействат помежду си на отдалечено разстояние.

"За контролиране кюбит, трябва да се поставят на електрона малко по-нататък от сърцевината, като се използват електроди върху чипа. По този начин, вие също ще създаде дипол, "- казва Тоши.

"Това е изключително важно. Тъй като тези диполи могат да взаимодействат един с друг в по-големи разстояния, до 1000 нм "- добавя Morello.

"Това означава, че qubits въз основа на един атом могат да бъдат разположени много далеч един от друг, отколкото преди, че е възможно. В този случай, е възможно да се интегрират в по-класически елементи като свързващи канали, контрол на електроди и читатели в същото време се поддържа точен "атомен" характер на квантовата малко. Производството става по-лесно, отколкото устройствата атомно ниво, технологията позволява да се поберат един милион qubits на площ от 1 квадратен милиметър. "

Всичко това обикновено означава, че спусъкът ще позволи qubits за поддържане на баланс между компактен и потенциално достъпно за бъдещи квантови компютри.

"Дизайнът е уникален и невероятно. И колко концептуални предложения повдига въпроси за това защо никой не се беше сетил за това няма "- казва Морело.

Резултатите от изследването са публикувани в научното списание Nature Communications.

Свързани статии