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Trazendo aos Computadores Muito procurados do Quantum uma Etapa Mais perto da Realidade

Published on July 6, 2009 at 11:29 PM

Os Físicos no National Institute of Standards and Technology (NIST) superaram um obstáculo na revelação do computador do quantum, tendo o devised* uma maneira viável de manipular um único “mordida” em um processador do quantum sem perturbar a informação armazenaram em seus vizinhos. A aproximação, que faz o uso novo da luz polarizada criar campo magnèticos “eficazes”, poderia trazer aos computadores muito procurados uma etapa mais perto da realidade.

As estrutura Ópticas usam lasers para separar os átomos do rubídio (vermelhos) para o uso como a informação “bits” em processadores do quantum do neutro-átomo -- dispositivos do protótipo que os desenhistas estão tentando desenvolver em computadores desenvolvidos do quantum. Os cientistas do NIST controlaram isolar e controlar pares dos átomos do rubídio com luz polarizada, um avanço que pudesse trazer a computação de quantum uma etapa mais perto da realidade. Crédito: NIST

Um grande desafio em criar um computador de trabalho do quantum está mantendo o controle sobre os portadores da informação, “comuta” em um processador do quantum ao isolá-los do ambiente. Estes bits do quantum, ou os “qubits,” têm a capacidade estranha para existir simultaneamente em posições de "ON" e de "OFF", dando a computadores do quantum a potência resolver o achado convencional dos computadores dos problemas intratável - como a quebra de códigos criptograficamente complexos.

Uma aproximação à revelação do computador do quantum aponta usar um único átomo isolado do rubídio como um qubit. Cada tal átomo do rubídio pode tomar em alguns de oito estados de energia diferentes, assim que o objetivo do projecto é escolher dois destes estados de energia representar sobre e fora das posições. Idealmente, estes dois estados devem ser completamente insensíveis aos campo magnèticos dispersos que podem destruir a capacidade dos qubit para estar simultaneamente sobre e, arruinando cálculos. Contudo, escolher tais estados “campo-insensíveis” igualmente faz os qubits menos sensíveis 2 aqueles campo magnèticos usados intencionalmente para selecioná-los e manipular. “É um bit de um inextricável,” diz o Nathan Lundblad do NIST. “O mais sensível ao controle que individual você faz os qubits, mais difícil torna-se para fazê-los trabalhar correctamente.”

Para resolver o problema de usar campo magnèticos para controlar os átomos individuais ao manter campos dispersos no louro, a equipe do NIST usou dois pares de estados de energia dentro do mesmo átomo. Cada par é serido melhor a uma tarefa diferente: Um par está usado como um qubit da “memória” armazenando a informação, quando o segundo par “de trabalho” compreender um qubit a ser usado para a computação. Quando cada par de estados for campo insensível, as transições entre a memória e os estados de trabalho são sensíveis, e favoráveis ao controle de campo. Quando um qubit da memória precisa de executar uma computação, um campo magnético pode fazer-lhe chapéus da mudança. E pode fazer este sem perturbar qubits próximos da memória.

A equipe do NIST demonstrou esta aproximação em uma disposição de átomos agrupados em pares, usando a técnica para endereçar individualmente um membro de cada par. Agrupar os átomos em pares, Lundblad diz, permite que a equipe simplifique o problema de selecionar um qubit fora de muitos a selecionar um de dois - que, enquanto mostram em seu papel, podem ser feitos criando um campo magnético eficaz, não com corrente elétrica como é feito ordinariamente, mas com um feixe da luz polarizada. A técnica da polarizar-luz, que a equipe do NIST desenvolvida, pode ser estendida para seleccionar qubits específicos fora de um grande grupo, fazendo o útil para endereçar qubits individuais em um processador do quantum sem afetar aqueles próximos. “Se um computador de trabalho do quantum deve nunca ser construída,” Lundblad diz, “estes problemas precisam de ser endereçados, e nós pensamos que nós fizemos um bom argumento para que como o faça.” Mas, adiciona, o desafio a longo prazo à computação de quantum permanece: integrando todos os ingredientes exigidos em um único instrumento com muitos qubits.

*N. Lundblad, J.M. Obrecht, I.B. Spielman, e J.V. Porto. endereçamento e controle Campo-Sensíveis de qubits campo-insensíveis do neutro-átomo. Física da Natureza, O 5 de julho de 2009.

Last Update: 13. January 2012 22:33

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