Portando ai Computer A lungo Cercati di Quantum un Punto Più vicino a Realtà

Published on July 6, 2009 at 11:29 PM

I Fisici al National Institute of Standards and Technology (NIST) hanno sormontato una transenna nello sviluppo del computer di quantum, avendo devised* un modo possibile manipolare un singolo “pungente„ in un esboscatore universale di quantum senza disturbare le informazioni hanno memorizzato nei sui vicini. L'approccio, che fa l'uso novello di indicatore luminoso polarizzato creare “gli efficaci„ campi magnetici, potrebbe portare ai computer a lungo cercati un punto più vicino alla realtà.

Le grate Ottiche utilizzano i laser per separare gli atomi del rubidio (rossi) per uso come informazioni “bit„ negli esboscatori universali di quantum dell'atomo neutro -- unità del prototipo che i progettisti stanno provando a sviluppare negli esperti computer di quantum. Gli scienziati del NIST sono riuscito ad isolare e gestire le paia degli atomi del rubidio con indicatore luminoso polarizzato, un avanzamento che può portare a computazione di quantum un punto più vicino alla realtà. Credito: NIST

Una grande sfida nella creazione del computer funzionante di quantum sta mantenendo il controllo sopra i portafili di informazioni, “passa„ in un esboscatore universale di quantum mentre li isolava dall'ambiente. Questi bit di quantum, o “i qubits,„ hanno la capacità misteriosa di esistere simultaneamente sia nelle posizioni di "OFF" che di "ON", dando a computer di quantum la potenza risolvere il ritrovamento convenzionale dei computer di problemi intrattabile - come rottura dei codici crittografici complessi.

Un approccio allo sviluppo del computer di quantum mira ad usare un singolo atomo isolato del rubidio come qubit. Ogni tale atomo del rubidio può intraprendere c'è ne di otto stati di energia differenti, in modo dallo scopo di progettazione è di scegliere due di questi stati di energia per rappresentare le posizioni avanti/stop. Nel Migliore Dei Casi, questi due stati dovrebbero essere completamente insensibili ai campi magnetici smarriti che possono distruggere la capacità dei qubit di essere simultaneamente avanti/stop, rovinanti i calcoli. Tuttavia, scegliere tali stati “campo-insensibili„ egualmente rende i qubits meno sensibili a quei campi magnetici usati intenzionalmente per selezionarli e manipolare. “È un bit di un inestricabile,„ dice il Nathan Lundblad del NIST. “Il più sensibile a controllo che determinato fate i qubits, più difficile diventa per farli funzionare correttamente.„

Per risolvere il problema di usando i campi magnetici per gestire i diversi atomi mentre teneva i campi smarriti alla campata, il gruppo del NIST ha usato due paia degli stati di energia all'interno dello stesso atomo. Ogni paio best suited ad un compito differente: Un paio è usato come qubit “di memoria„ per memorizzare le informazioni, mentre il secondo paio “di lavoro„ comprende un qubit da usare per il calcolo. Mentre ogni paio degli stati è campo insensibile, le transizioni fra la memoria e gli stati di lavoro sono sensibili e favorevoli a controllo di campo. Quando un qubit di memoria deve eseguire un calcolo, un campo magnetico può rendergli i cappelli del cambiamento. E può fare questo senza disturbare i qubits vicini di memoria.

Il gruppo del NIST ha dimostrato questo approccio in una schiera degli atomi raggruppati nelle paia, facendo uso della tecnica per indirizzare determinato un membro di ogni paio. Raggruppando gli atomi nelle paia, Lundblad dice, permette che il gruppo semplifichi il problema dal selezionare un qubit da molti a selezionare uno su due - che, mentre mostrano in loro documento, possono essere fatti mediante la creazione del campo magnetico efficace, non con la corrente elettrica come ordinariamente è fatto, ma con un raggio di indicatore luminoso polarizzato. La tecnica di luce polarizzata, che il gruppo del NIST sviluppato, può essere esteso per selezionare i qubits specifici da un grande gruppo, rendente lo utile per l'indirizzo dei qubits diversi in un esboscatore universale di quantum senza pregiudicare quei vicini. “Se un computer funzionante di quantum deve mai essere costruito,„ Lundblad dice, “questi problemi devono essere affrontati e pensiamo che abbiamo dimostrato il buon fondatezza di come farlo.„ Ma, aggiunge, la sfida a lungo termine alla computazione di quantum rimane: integrazione dei tutti ingredienti richiesti in un singolo apparato con molti qubits.

*N. Lundblad, J.M. Obrecht, I.B. Spielman e J.V. Oporto. a indirizzo ed a controllo Campo Sensibili dei qubits campo-insensibili dell'atomo neutro. Fisica della Natura, Il 5 luglio 2009.

Last Update: 14. January 2012 01:02

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