Физики впервые создали кубит из двух различных видов ионов

Кубит на базе ионов бериллия и магния
Физики из США и Великобритании впервые смогли запутать между собой не одинаковые ионы, а ионы двух разных изотопов одного вещества и ионы двух совершенно разных веществ, что продвигает нас в строну создания универсальных квантовых компьютеров.

МОСКВА, 16 дек – РИА Новости. Ученым впервые удалось запутать между собой ионы различных изотопов кальция и ионы бериллия и магния, что открывает дорогу для создания сверхточных атомных часов и универсальных квантовых компьютеров, говорится в статье, опубликованной в Nature.

"Гибридные квантовые компьютеры будут пользоваться теми уникальными преимуществами, которыми сегодня обладают различные квантовые системы. К примеру, каждый тип иона обладает своим собственными свойствами – некоторые из них лучше годятся для хранения информации, а другие лучше подходят для передачи информации", — заявил Тин Тан (Ting Tan) из Национального института стандартов и технологий США в Боулдере.

Тан и его коллеги создали первый прототип кубитов – элементарных ячеек памяти и вычислительных модулей квантового компьютера – на базе двух различных ионов, экспериментируя с особой лазерной системой управления спином заряженных частиц.

Как обнаружили ученые, данный лазер, вместе с набором микроволновых излучателей и магнитом, способен "спутывать" и управлять состоянием спинов не только у одинаковых ионов, но и ионов совершенно различных веществ, обладающих кардинально различным набором протонов и нейтронов.

Используя это устройство, ученые "запутали" ионы магния (12 протонов и 13 нейтронов) и ионы бериллия (4 протона и 5 нейтронов), превратив их в первый гибридный кубит и использовав его для осуществления всех существующих логических операций.

Работа этого кубита стала возможной благодаря тому, что физики из США научились "подгонять" друг к другу и стабилизировать фазы лазерных лучей, при помощи которого ученые считывали и записывали данные в каждый из ионов кубита.

Двойной кубит, созданный австралийскими учеными
Физики успешно провели вычисления на кремниевом квантовом компьютере

Подобные кубиты, как объясняет Тан, выгодно отличаются от своих обычных аналогов тем, что каждый их элемент "настроен" на работу только с лазерными импульсами определенного цвета, что позволяет объединять большое количество кубитов и работать с каждым из ним, не нарушая состояние его "соседей". Это позволит, как надеются авторы статьи, создать в ближайшем будущем сверхчувствительные атомные часы и универсальные квантовые компьютеры.

Так художник представил себе сверхстабильный кубит при комнатной температуре
Физики создали стабильный кубит, работающий при комнатной температуре

Аналогичных результатов добились британские ученые, опубликовавшие статью в том же номере Nature. Они смогли "запутать" не ионы разных веществ, а ионы двух разных изотопов одного и того же вещества – кальций-40 и кальций-43. Первый из них лучше подходит на роль канала для и передачи квантовой информации, а второй – является основой для самых надежных ячеек квантовой памяти.

Попутно ученые проверили справедливость краеугольного камня квантовой механики, неравенств Белла, в очередной раз доказав нелокальный и мгновенный характер квантовых взаимодействий, а также продемонстрировали, что подобные лазерные системы способны добиваться 99% точности в управлении состоянием кубита, что необходимо для создания полноценных вычислительных устройств.

РИА Наука
Обсуждение
4 пользователя оставили 13 комментариев
  • Каждый раз, читая подобные сообщения, я испытываю смешанные чувства. С одной стороны сделан ещё один шаг на пути построения компьютера на атомах-"полупроводниках". Но с другой стороны я понимаю, что от одиночного кубита до компьютера на кубитах также далеко, как от простой одноклеточной водоросли до дерева. Нужно ещё многое сделать, чтобы достичь конечной цели - создание кубитного компьдтера.
    08:46
    17.12.2015
  • На эту работу следует обратить самое пристальное внимание, если мы не хотим остаться в очередной раз на обочине прогресса. Лазерный луч и состав нуклонов сродственны. Из электрона, антинейтрино, позитрона, нейтрино состоит фотон. Из 918 фотонов, позитрона, нейтрино состоит протон. Из 919 фотонов состоит нейтрон. «Как обнаружили ученые, данный лазер, вместе с набором микроволновых излучателей и магнитом, способен "спутывать" и управлять состоянием спинов не только у одинаковых ионов, но и ионов совершенно различных веществ, обладающих кардинально различным набором протонов и нейтронов». Количество протонов и нейтронов в разных веществах формирует свою частоту колебания. Поэтому для управления спинами, потребовались лазеры разных цветов.
    23:21
    16.12.2015
  • На эту работу следует обратить самое пристальное внимание, если мы не хотим остаться в очередной раз на обочине прогресса. Лазерный луч и состав нуклонов сродственны. Из электрона, антинейтрино, позитрона, нейтрино состоит фотон. Из 918 фотонов, позитрона, нейтрино состоит протон. Из 919 фотонов состоит нейтрон. «Как обнаружили ученые, данный лазер, вместе с набором микроволновых излучателей и магнитом, способен "спутывать" и управлять состоянием спинов не только у одинаковых ионов, но и ионов совершенно различных веществ, обладающих кардинально различным набором протонов и нейтронов». Количество протонов и нейтронов в разных веществах формирует свою частоту колебания. Поэтому для управления спинами, потребовались лазеры разных цветов.
    23:21
    16.12.2015
  • Помните о работе Михаила Лукина о создании фотонных молекул, вот оно продолжение.
    23:33
    16.12.2015
  • Каждый раз, читая подобные сообщения, я испытываю смешанные чувства. С одной стороны сделан ещё один шаг на пути построения компьютера на атомах-"полупроводниках". Но с другой стороны я понимаю, что от одиночного кубита до компьютера на кубитах также далеко, как от простой одноклеточной водоросли до дерева. Нужно ещё многое сделать, чтобы достичь конечной цели - создание кубитного компьдтера.
    08:46
    17.12.2015
  • Слава З. в ответ пользователю dudin_1949(показатьскрыть)
    dudin_1949, Согласен.Вообще ВСЕ ПУБЛИКАЦИИ по РАЗРАБОТКАМ Квантовых Компьютеров надо Поставить на ОСОБЫЙ УЧЁТ ( "отрядить" специалиста), АНАЛИЗИРОВАТЬ Публикации и проводить опыты и Рекомендации на основе публикаций и т. д. Только тогда МЫ НЕ на МНОГО отстанем в создании квантового компа. Я - ТАК Думаю..
    09:24
    17.12.2015
  • Умка в ответ пользователю dudin_1949(показатьскрыть)
    Александр Тимофеевич, в соответствии с теоремой Белла будет ли транспортная передача информации квантовыми кубитами подвержена заранее заложенной вероятностной статистической ошибкой?
    11:03
    17.12.2015
  • Нам надо ставить задачу не в отставании в технологиях, а в их опережении. Сейчас, как раз, есть время, когда можно это сделать. Это, прежде всего, новый уровень понимания строения атома в целом, и протона и нейтрона в частности, и управления ими. С помощью лазера из атомного ядра можно выводить или вводить нуклоны, то есть изменять одно вещество на другое. С помощью лазера можно записывать информацию на нуклонах, хранить её и считывать. Поэтому одно из самых важных направлений в развитии технологий, - это медицина, химическая промышленность, энергетическая отрасль. Если мы с помощью лазера научимся отделять атомы водорода от атомов кислорода, то получаем экологически чистую энергию, а для этого, и нужно-то всего два лазера с разной частотой. Есть ещё и термоядерная энергия совершенно на другом уровне. Но, к сожалению те специалисты, которые хорошо разбираются в цветовых зарядах кварков сюда точно не подходят.
    18:39
    17.12.2015
  • dudin_1949 в ответ пользователю Слава З.(показатьскрыть)
    Слава З., Вся черновая работа уже сделана, поэтому надо включиться в работу по созданию новых технологий.
    18:44
    17.12.2015
  • dudin_1949 в ответ пользователю Умка(показатьскрыть)
    Умка, Да, будет транспортная передача информации квантовыми кубитами, так же подвержена заранее заложенной вероятностной статистической ошибкой, но эта ошибка на порядки раз меньше.
    18:51
    17.12.2015
  • Рафаэль Макаров, В этом Вы ошибаетесь. Всё уже сделано. Плёночные покрытия в один атом делают. Лазеры с разной частотой есть. Осталось только понять, как устроены нуклоны.
    19:01
    17.12.2015
  • dudin_1949, Я - про кубитный компьютер, а не про плёночные покрытия.
    19:49
    17.12.2015
  • Рафаэль Макаров, «Я - про кубитный компьютер…» Как же Вы представляете компьютер на кубитах?
    20:59
    17.12.2015
  • «Австралийские физики изготовили полноценный кубит из пластинки кремния и атома фосфора и впервые использовали его для записи и считывания информации, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature». ria.ru/science/20120919/754396035.html

    «Симмонс и ее коллеги создали кубит-"рекордсмен", экспериментируя с квантовыми ячейками памяти на базе атомов фосфора, "приклеенных" к пластинке из чистого кремния». ria.ru/science/20131114/976952651.html
    «По словам Дзурака, его лаборатория уже разработала и запатентовала технологию, которая позволяет производить чипы с тысячами и миллионами подобных кубитов, взаимодействующих друг с другом, при помощи тех же технологий, которые уже существуют сегодня.
    "Сейчас мы активно ищем партнеров в IT-индустрии для создания первого полноценного универсального квантового процессора. Мы сделаем мечту о квантовых вычислениях реальностью", — заключает Дзурак». ria.ru/science/20151005/1297144080.html
    «"Точность, с которой нам удалось записывать информацию в эти кубиты, является абсолютным рекордом. Это означает, что мы теперь можем приступить к расширению этих квантовых устройств, добавляя в него новые кубиты, и использовать их для все более сложных квантовых вычислений, таких как поиск лекарств, обработка баз данных и моделирование молекул", — заявил Андреа Морелло (Andrea Morello) из университета Нового Южного Уэльса в Сиднее (Австралия)». ria.ru/science/20151117/1322853149.html
    21:46
    17.12.2015
  • dudin_1949, Сейчас об этом никто не скажет. Но все исследования направлены на его создание в будущем.
    22:33
    17.12.2015
Партнеры



Наверх
Авторизация
He правильное имя пользователя или пароль
Войти через социальные сети
Регистрация
E-mail
Пароль
Подтверждение пароля
Введите код с картинки
He правильное имя пользователя или пароль
* Все поля обязательны к заполнению
Восстановление пароля
E-mail
Инструкции для восстановления пароля высланы на
Смена региона
Идет загрузка...
Произошла ошибка... Повторить
правила комментирования материалов

Регистрация пользователя в сервисе РИА Клуб на сайте Ria.Ru и авторизация на других сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» при помощи аккаунта или аккаунтов пользователя в социальных сетях обозначает согласие с данными правилами.

Пользователь обязуется своими действиями не нарушать действующее законодательство Российской Федерации.

Пользователь обязуется высказываться уважительно по отношению к другим участникам дискуссии, читателям и лицам, фигурирующим в материалах.

Публикуются комментарии только на тех языках, на которых представлено основное содержание материала, под которым пользователь размещает комментарий.

На сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» может осуществляться редактирование комментариев, в том числе и предварительное. Это означает, что модератор проверяет соответствие комментариев данным правилам после того, как комментарий был опубликован автором и стал доступен другим пользователям, а также до того, как комментарий стал доступен другим пользователям.

Комментарий пользователя будет удален, если он:

  • не соответствует тематике страницы;
  • пропагандирует ненависть, дискриминацию по расовому, этническому, половому, религиозному, социальному признакам, ущемляет права меньшинств;
  • нарушает права несовершеннолетних, причиняет им вред в любой форме;
  • содержит идеи экстремистского и террористического характера, призывает к насильственному изменению конституционного строя Российской Федерации;
  • содержит оскорбления, угрозы в адрес других пользователей, конкретных лиц или организаций, порочит честь и достоинство или подрывает их деловую репутацию;
  • содержит оскорбления или сообщения, выражающие неуважение в адрес МИА «Россия сегодня» или сотрудников агентства;
  • нарушает неприкосновенность частной жизни, распространяет персональные данные третьих лиц без их согласия, раскрывает тайну переписки;
  • содержит ссылки на сцены насилия, жестокого обращения с животными;
  • содержит информацию о способах суицида, подстрекает к самоубийству;
  • преследует коммерческие цели, содержит ненадлежащую рекламу, незаконную политическую рекламу или ссылки на другие сетевые ресурсы, содержащие такую информацию;
  • имеет непристойное содержание, содержит нецензурную лексику и её производные, а также намёки на употребление лексических единиц, подпадающих под это определение;
  • содержит спам, рекламирует распространение спама, сервисы массовой рассылки сообщений и ресурсы для заработка в интернете;
  • рекламирует употребление наркотических/психотропных препаратов, содержит информацию об их изготовлении и употреблении;
  • содержит ссылки на вирусы и вредоносное программное обеспечение;
  • является частью акции, при которой поступает большое количество комментариев с идентичным или схожим содержанием («флешмоб»);
  • автор злоупотребляет написанием большого количества малосодержательных сообщений, или смысл текста трудно либо невозможно уловить («флуд»);
  • автор нарушает сетевой этикет, проявляя формы агрессивного, издевательского и оскорбительного поведения («троллинг»);
  • автор проявляет неуважение к русскому языку, текст написан по-русски с использованием латиницы, целиком или преимущественно набран заглавными буквами или не разбит на предложения.

Пожалуйста, пишите грамотно — комментарии, в которых проявляется пренебрежение правилами и нормами русского языка, могут блокироваться вне зависимости от содержания.

Администрация имеет право без предупреждения заблокировать пользователю доступ к странице в случае систематического нарушения или однократного грубого нарушения участником правил комментирования.

Пользователь может инициировать восстановление своего доступа, написав письмо на адрес электронной почты moderator@rian.ru

В письме должны быть указаны:

  • Тема – восстановление доступа
  • Логин пользователя
  • Объяснения причин действий, которые были нарушением вышеперечисленных правил и повлекли за собой блокировку.

Если модераторы сочтут возможным восстановление доступа, то это будет сделано.

В случае повторного нарушения правил и повторной блокировки доступ пользователю не может быть восстановлен, блокировка в таком случае является полной.

Чтобы связаться с командой модераторов, используйте адрес электронной почты moderator@rian.ru или воспользуйтесь формой обратной связи.