Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D

Den Lang-Gesuchten Quantums-Computern einen Schritt Näher an Wirklichkeit Holen

Published on July 6, 2009 at 11:29 PM

Physiker am National Institute of Standards and Technology (NIST) haben eine Hürde in der Quantumscomputerentwicklung ausgeglichen und devised* gehabt eine lebensfähige Methode, ein einzelnes zu manipulieren „gebissen“ in einem Quantumsprozessor, ohne die Informationen zu stören, speicherten in seinen Nachbarn. Der Anflug, der neuen Gebrauch von polarisierter Leuchte macht, „effektive“ Magnetfelder zu erstellen, könnte den lang-gesuchten Computern einen Schritt näher an Wirklichkeit holen.

Optische Gitter verwenden Laser, um sich die Rubidiumatome (rot) für Gebrauch als Informationen „Bits“ zu trennen in den Neutralatom Quantumsprozessoren -- Prototypeinheiten, die Designer versuchen, in gut entwickelt Quantumscomputer zu entwickeln. NIST-Wissenschaftler haben erreicht, Paare der Rubidiumatome mit polarisierter Leuchte, ein Fortschritt zu trennen und zu steuern, der möglicherweise Quantumsdatenverarbeitung einen Schritt näher an Wirklichkeit holt. Kredit: NIST

Eine große Herausforderung, wenn sie einen Arbeitsquantumscomputer herstellt, behält Regelung über den Trägern von Informationen bei, „schaltet“ in einen Quantumsprozessor beim Trennen sie von der Umgebung. Diese Quantumsbits oder „qubits,“ haben die unheimliche Fähigkeit, in "ON"- und "OFF"-Stellungen gleichzeitig zu existieren und geben Quantumscomputern die Leistung, die herkömmliche unlenksame Computerentdeckung der Probleme zu lösen - wie Brechen von komplexen kryptographischen Codes.

Ein Anflug an Quantumscomputerentwicklung zielt darauf ab, ein einzelnes getrenntes Rubidiumatom als qubit zu verwenden. Jedes solche Rubidiumatom kann auf irgendwelchen von acht verschiedenen Energiezuständen nehmen, also ist das Auslegungsziel, zwei dieser Energiezustände zu beschließen, um und Ruhestellungen ein darzustellen. Ideal sollten diese zwei Zustände zu den Streumagnetfeldern vollständig unempfindlich sein, die die Fähigkeit der qubits zerstören können, gleichzeitig ein und aus zu sein und Berechnungen ruinieren. Jedoch macht das Wählen solcher „Bereich-unempfindlichen“ Zustände auch die qubits weniger empfindlich für jene Magnetfelder, die absichtlich verwendet werden, um sie auszuwählen und zu manipulieren. „Es ist ein Bit eines Fanges-22,“ sagt Nathan Lundblad NIST. „Je empfindlicher für einzelne Regelung, die desto schwieriger Sie die qubits machen, wird es, um sie richtig arbeiten zu lassen.“

Um das Problem der Anwendung von Magnetfeldern zu lösen um die einzelnen Atome beim Halten von Streubereichen zu steuern am Schacht, verwendete das NIST-Team zwei Paare Energiezustände innerhalb des gleichen Atoms. Jedes Paar ist zu einer anderen Aufgabe bestgeeignet: Ein Paar wird als „Speicher“ qubit für das Speichern von Informationen verwendet, während das zweite „arbeitende“ Paar ein für enthält Übertragen auf Lochkarten verwendet zu werden qubit. Während jedes Paar Zustände der unempfindliche Bereich ist, sind Übergänge zwischen dem Speicher und den Arbeitszuständen empfindlich zugänglich, und Bereichregelung. Wenn ein Speicher qubit ein Übertragen auf Lochkarten durchführen muss, kann ein Magnetfeld es Änderungshüte herstellen. Und es kann dies tun, ohne nahe gelegene Speicher qubits zu stören.

Das NIST-Team zeigte diesen Anflug in einer Reihe Atomen, die einzeln in Paare, unter Verwendung der Technik gruppiert wurden zur Adresse, die von jedem Paar einköpfig ist. Die Gruppierung der Atome in Paare, sagt Lundblad, erlaubt dem Team, um das Problem vom Auswählen von einem qubit aus vielen heraus zum Auswählen ein aus zwei - die, während sie in ihrem Papier zeigen, getan werden können, indem man ein effektives Magnetfeld erstellt, nicht mit elektrischem Strom wie gewöhnlich, getan wird, aber mit einem Träger der polarisierten Leuchte heraus zu vereinfachen. Die Technik des polarisierten Lichtes, die das entwickelte NIST-Team, ausgedehnt werden kann, um spezifische qubits aus einer großen Gruppe heraus auszuwählen, sie nützlich machend für das Adressieren von einzelnen qubits in einem Quantumsprozessor, ohne jene nahe gelegenen zu beeinflussen. „Wenn ein Arbeitsquantumscomputer überhaupt aufgebaut werden soll,“ sagt Lundblad, „diese Probleme müssen angesprochen werden, und wir denken, dass wir ein gutes Argument gemacht haben, damit wie tun es.“ Aber, er fügt, die langfristige Herausforderung der Quantumsdatenverarbeitung bleibt hinzu: Integrierung aller erforderlichen Bestandteile in einen einzelnen Apparat mit vielen qubits.

*N. Lundblad, J.M. Obrecht, I.B. Spielman und J.V. Porto. Bereich-Empfindliches Wenden und Regelung von Bereich-unempfindlichen Neutralatom qubits. Natur Physik, Am 5. Juli 2009.

Last Update: 14. January 2012 01:40

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit