Схема работы механизма защиты кубитов. Изображение из статьи авторов.
Внутри алмаза создали защищенный квантовый компьютер
Международная группа исследователей создала квантовый компьютер внутри алмаза. При этом ученым удалось разработать способ оградить его работу от влияния внешней среды. Работа опубликована в журнале Nature.
В алмазах, помимо атомов углерода, обычно также присутствуют атомы примесей. Чем больше примесей в камне, тем меньше он ценится, однако ученым нужны были именно они. Квантовый компьютер состоял из двух кубитов - квантовых битов. Роль одного из них выполняло ядро азота, а другого - электрон. Точнее говоря, кубитами были их спины - характеристики “вращения” субатомных частиц.
Исследователям удалось разработать метод изолирования кубитов от внешней среды с помощью микроволнового излучения, так, чтобы это не приводило к декогеренции. По словам разработчиков, эта технология позволит увеличить надежность твердотельных квантовых компьютеров и сделать проще их масштабирование.
Исследователи подтвердили квантовое поведение устройства, заставив его выполнять алгоритм Гровера. Он применяется при поиске в неструктурированном каталоге. Например, если вам нужно найти человека в телефонной книге, зная только его номер телефона. Классические компьютеры справляются с такими задачами очень плохо, в отличие от квантовых.
В основе потенциальных преимуществ квантовых компьютеров лежат необычные законы квантового мира. Там, где обычные компьютеры последовательно перебирают различные варианты, квантовые могут выдать результат сразу. Это происходит потому, что квантовая система может находиться одновременно в разных состояниях. Исследователь получает ответ, только когда производит измерение квантовой системы. При этом множество вариантов “схлопывается” в однозначный ответ. Он, правда, может считаться верным только с некоей вероятностью, но проводя множество измерений, возможность ошибки можно практически исключить.
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Чтобы писать комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
Манипулируя атомами внутри алмазов, ученые разработали новый способ хранения информации. Новая технология позволит создать квантовые компьютеры, способные проводить вычисления за пределами возможностей современных технологий. Методика использует недостатки в кристаллической структуре алмаза. Ученые разработали новый способ манипулирования атомами внутри кристаллов алмаза, позволяющий хранить информацию столь долго, чтобы они могли функционировать аналогично квантовой памяти, кодирующей информацию не нулями и единицами (как это имеет место на обычных компьютерах), а состояниями, являющимися и нулем и единицей одновременно. Физики используют такие квантовые данные для надежной передачи информации и надеются, в конечном счете, построить квантовый компьютер, способный решать проблемы вне досягаемости современных технологий. «Как ни странно, но совершенство - это плохо, - заметил Дэвид Авшалом из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (США). - Мы же хотим строить на дефектах (кристаллической решетки)». Один из наиболее распространенных дефектов в алмазе — это азот, который придает камню желтоватый цвет. Когда атом азота расположен рядом с «вакантным» местом в кристалле углерода, вторгающийся элемент обеспечивает дополнительный электрон, стремящийся переместится в «дыру». Несколько лет назад ученые научились изменять спин (вращение) таких электронов при помощи микроволновой энергии и принуждать их работать в качестве квантовых битов, или - сокращенно - квабитов (quantum bits). В поисках более стабильного способа хранения квантовой информации, Авшалом пришел к тому, как можно связать вращение электрона с вращением ближайшего ядра атома азота. Такая передача, инициированная магнитными полями, достаточно быстра — приблизительно 100 наносекунд, что сопоставимо со временем сохранения информации в оперативной памяти RAM. Новый метод «точен на 85-95 процентов», отметил Авшалом на совещании Американского физического общества (American Physical Society) в Далласе, его слова приводит Discovery News.
» Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации. Зарегистрируйтесь на портале чтобы оставлять комментарии
Материалы предназначены только для ознакомления и обсуждения. Все права на публикации принадлежат их авторам и первоисточникам. Администрация сайта может не разделять мнения авторов и не несет ответственность за авторские материалы и перепечатку с других сайтов. Ресурс может содержать материалы 16+
Статус: |
Группа: Гости
публикаций 0
комментариев 0
Рейтинг поста:
Квантовый компьютер на основе алмаза
Манипулируя атомами внутри алмазов, ученые разработали новый способ хранения информации. Новая технология позволит создать квантовые компьютеры, способные проводить вычисления за пределами возможностей современных технологий. Методика использует недостатки в кристаллической структуре алмаза.
Ученые разработали новый способ манипулирования атомами внутри кристаллов алмаза, позволяющий хранить информацию столь долго, чтобы они могли функционировать аналогично квантовой памяти, кодирующей информацию не нулями и единицами (как это имеет место на обычных компьютерах), а состояниями, являющимися и нулем и единицей одновременно. Физики используют такие квантовые данные для надежной передачи информации и надеются, в конечном счете, построить квантовый компьютер, способный решать проблемы вне досягаемости современных технологий.
«Как ни странно, но совершенство - это плохо, - заметил Дэвид Авшалом из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (США). - Мы же хотим строить на дефектах (кристаллической решетки)».
Один из наиболее распространенных дефектов в алмазе — это азот, который придает камню желтоватый цвет. Когда атом азота расположен рядом с «вакантным» местом в кристалле углерода, вторгающийся элемент обеспечивает дополнительный электрон, стремящийся переместится в «дыру». Несколько лет назад ученые научились изменять спин (вращение) таких электронов при помощи микроволновой энергии и принуждать их работать в качестве квантовых битов, или - сокращенно - квабитов (quantum bits).
В поисках более стабильного способа хранения квантовой информации, Авшалом пришел к тому, как можно связать вращение электрона с вращением ближайшего ядра атома азота. Такая передача, инициированная магнитными полями, достаточно быстра — приблизительно 100 наносекунд, что сопоставимо со временем сохранения информации в оперативной памяти RAM.
Новый метод «точен на 85-95 процентов», отметил Авшалом на совещании Американского физического общества (American Physical Society) в Далласе, его слова приводит Discovery News.