Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на

Физики "одели" квантовый компьютер в световую "смирительную рубашку"

© Фото : Guilherme Tosi & Arne Laucht/UNSWКубит, созданный австралийскими физиками
Кубит, созданный австралийскими физиками
Физики из Австралии сделали создание кремниевых квантовых компьютеров более близким к реальности, создав специальную "одежду" для кубитов на базе кремния и фосфора, защищающую их от помех.

МОСКВА, 18 окт – РИА Новости. Физики из Австралии сделали создание кремниевых квантовых компьютеров более близким к реальности, создав специальную "одежду" для кубитов на базе кремния и фосфора, защищающую их от помех, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Nanotechnology.

"Главная проблема квантовых компьютеров заключается в сохранении запутанности кубитов на достаточно долгое время для того, чтобы они могли провести вычисления. В прошлом мы уже создавали самый долгоживущий твердотельный кубит, а теперь улучшили этот показатель в 10 раз. "Одетый" кубит можно контролировать множеством способов, большинство которых просто нельзя использовать для их "раздетых" кузенов", — объясняет Андреа Морелло (Andrea Morello) из университета Нового Южного Уэльса в Сиднее (Австралия).

Морелло и его коллега по университету Эндрю Дзурак уже несколько лет разрабатывают компоненты, необходимые для сборки полноценного квантового компьютера. Так, в 2010 году они создали квантовый одноэлектронный транзистор, а в 2012 году — полноценный кремниевый кубит на основе атома фосфора-31.

В 2013 году они собрали новую версию кубита, которая позволяла почти со 100% точностью считывать данные из него и оставалась стабильной очень долго. В октябре прошлого года Морелло и его команда сделали первый шаг к созданию первого кремниевого квантового компьютера, объединив два кубита в модуль, выполняющий логическую операцию ИЛИ.

Так художник представил себе квантовый компьютерЭндрю Дзурк и Менно Вельдхорст в лабораторииСхема устройства кремниевого квантового вычислительного модуля
Физики создали первый кремниевый модуль квантового процессораАвстралийские физики сделали большой шаг к созданию универсального квантового компьютера – они создали первый полноценный вычислительный модуль из двух кремниевых кубитов, способный выполнять квантовый аналог логической операции "ИЛИ"

Австралийским физикам удалось значительно улучшить работу подобных кубитов, "одев" их. Под "одеждой" для кубитов и прочих жителей микромира физики понимают электромагнитное поле, которое особым образом "склеивается" с ними. В роле источника этого поля, как правило, выступают частицы света, фотоны, испускаемые лазером в сторону кубита с определенной частотой.

Электрическое поле фотонов и кубит взаимодействуют таким образом, что мы, воздействуя на частицы света, можем менять и считывать свойства кубита, обращая внимание на то, как "расщепляются" уровни энергии фотонов при взаимодействии с квантовой ячейкой памяти.

Поэтому, собственно, подобная двухуровневая квантовая конструкция и называется "одеждой" – для того, чтобы "прочитать" или "записать" кубит, нам нужно взаимодействовать с его световой "оберткой", а не со спинами электрона или ядер, в которых хранится квантовая информация. Подобная одежда, как выяснили физики, защищает кубит от внешних помех и заметно продлевает ему жизнь.

Физики создали сверхнадежный квантовый "бит" на основе атома фосфораИсследователи усовершенствовали конструкцию кубитов, научившись использовать ядро атома фосфора, а не один из его электронов, в качестве носителя информации.

Морелло и его коллеги придумали метод, который позволяет управлять работой созданного ими полупроводникового кубита на базе фосфора-31 при помощи подобной "одежды", используя импульсы микроволнового лазера.

Первые же опыты с подобными кубитами показали, что "упаковка" фосфорного кубита в световую "одежду" продлевает его жизнь в 10 раз – такие кубиты, по словам ученых, живут около 2-9 миллисекунд, чего достаточно для проведения очень серьезных вычислений. Вдобавок к этому, подобные кубиты, по словам австралийских физиков, проще объединять друг с другом и контролировать.

"К примеру, наш кубит можно контролировать, просто модулируя частоту микроволнового поля, примерно так же, как вы настраиваете FM-радио. Такое нельзя делать с "голыми" кубитами, для которых важен контроль амплитуды колебаний, подобно тому, как работает AM-радио. Эта особенность наших кубитов, в частности, объясняет то, почему они менее чувствительны к шуму – квантовая информация в них контролируется частотой колебаний, которая всегда остается четкой, тогда как амплитуда может меняться под действием внешних процессов", — заключает физик.

© Фото : Arne Laucht/UNSWТак художник представил себе "одетый" кубит
Так художник представил себе одетый кубит
Рекомендуем
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала