帶來長期尋找的 Quantum 計算機離事實較近的步驟

Published on July 6, 2009 at 11:29 PM

國家標準技術局的 (NIST) 物理學家在其鄰居解決了在數量計算機發展的障礙,有 devised* 可行的方式操作唯一 「咬住」在數量處理器,无需干擾信息存儲了。 途徑,做新穎的使用偏光創建 「有效」磁場,可能帶來長期尋找的計算機離事實較近的一個步驟。

光學格子使用激光分隔銣原子 (紅色) 為使用作為信息 「位」在中立原子數量處理器 -- 設計員設法發展成完全的數量計算機的還原設備。 NIST 科學家設法查出和控制銣原子的對與偏光,可能帶來量子計算離事實較近的一個步驟的預付款的。 赊帳: NIST

在創建一臺運轉的數量計算機的一個巨大挑戰從這個環境時維護對信息承運人的控制, 「切換」在數量處理器,當查出他們。 這些數量位或者 「qubits」,有這個離奇的能力同時存在於 " on " 和 " off " 位置,給數量計算機功率解決問題常規計算機查找難處理 - 例如破解複雜密碼編碼。

對數量計算機發展的一個途徑打算使用一個唯一查出的銣原子作為 qubit。 每個這樣銣原子可能承擔任何八不同能態,因此設計目標是選擇二這些能態表示斷斷續續的位置。 理論上,這兩個狀態應該是完全地不區分的對可能毀壞 qubit 的能力同時是斷斷續續的雜散的磁場,破壞計算。 然而,選擇這樣 「域不區分的」狀態也使 qubits 較不敏感對故意地用於的那些磁場選擇和操作他們。 「它是位尷尬困境」, Nathan Lundblad 說 NIST 的。 「敏感對您做 qubits 的獨立控制,越困難變得使他們適當地工作」。

要解決使用磁場的問題控制各自的原子,當保留雜散的域在海灣時, NIST 小組使用二個對在同一個原子內的能態。 每個對最適合於對一項不同的任務: 而第二個 「運作的」對包括為計算,將使用的一 qubit 一個對使用作為 「內存」 qubit 為存儲信息。 當每個對狀態是不區分時的域,在內存和運作的狀態之間的轉移是敏感和順應的對磁場控制。 當內存 qubit 需要執行計算時,一個磁場可能做它更改帽子。 并且它可能執行此,无需干擾附近的內存 qubits。

NIST 小組展示了在一一些的此途徑原子被編組到對,使用技術單個解決每個對的一名成員。 編組原子到對, Lundblad 說,允許這個小組簡化從選擇一 qubit 的問題在許多外面到選擇一出於的二 -,當他們在他們的文件顯示,可以由創建一個有效磁場完成,不與電流通常地執行,但是與偏光射線。 偏振光技術,被開發的 NIST 小組,可以被擴大選擇特定 qubits 在一個大組外面,使它有用的解決各自的 qubits 在數量處理器,不用影響那些附近。 「如果一臺運轉的數量計算機将被編譯」, Lundblad 說, 「這些問題需要論及,并且我們認為我們做好事件為如何執行它」。 但是,他補充說,長期挑戰到量子計算保持: 集成所有必需的成份到有許多 qubits 的唯一用具裡。

*N. Lundblad、 J.M. Obrecht, I.B. Spielman 和 J.V. 波爾圖。 域不區分的中立原子 qubits 域敏感的解決和控制。 本質物理, 2009年 7月 5日。

Last Update: 24. January 2012 20:44

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