Askel kohti Building kvanttitietokoneet

Published on August 6, 2009 at 8:06 PM

Tietoisuuden mahdollisuudet rakentaa käytännön kvanttitietokoneen, Fyysikot National Institute of Standards and Technology (NIST) ovat osoittaneet jatkuvaa, luotettavaa tietoa jalostustoimien sähköisesti varautunut atomit (ionit). Uusi työ, kuvataan 6 elokuu kysymys Science Express, * voittaa huomattavia esteitä lisäämisen ioni-ansastusta teknologia pienistä mielenosoituksista suurempiin kvantti-prosessorit.

NIST fyysikot osoittaneet jatkuvaa, luotettavaa kvantti-informaation käsittely ioni ansa vasemmassa keskustassa tämän valokuvan, parantamalla mahdollisuuksia rakentaa käytännön kvanttitietokoneen. Ionit ovat loukkuun tumma viilto (3,5 mm pitkä ja 200 mikrometriä leveä) välillä kulta-kata alumiinioksidin kiekkoja. Muuttamalla jännitteet sovelletaan kaikkiin kullan elektrodit, tutkijat voivat siirtyä ionien välillä kuuden alueista ansa. Credit: J. Jost / NIST

Vuonna uuden mielenosoituksen, NIST tutkijat toistuvasti suoritettu yhteensä järjestyksessä viisi kvantti loogista operaatiota ja kymmenen kuljetuksia samalla luotettavasti säilyttäen 0 ja 1s ja binary tallennettujen tietojen ioneja, jotka toimivat kvantti bittiä (qubits) on hypoteettinen kvanttitietokoneen , ja säilyttävät valmiutensa myöhemmin käsitellä näitä tietoja. Aiemmin tutkijat NIST ja muualla ole voineet houkutella tahansa qubit tekniikkaa suorittamalla täydellinen kvantti loogista operaatiota kuljetettaessa tiedot, ilman häiriöitä halventavaa myöhemmin prosesseja.

"Merkittävä edistysaskel on, että voimme pitää laskentakeskukset, vaikka teemme paljon qubit liikenne", sanoo ensimmäinen kirjailija Jonathan Home, NIST tutkijatohtori.

NIST ryhmä suorittaa joitakin pian kokeiden kvantti-informaation käsittelyyn ja on aikaisemmin osoittanut useiden perus tarvittavat osat Computing kanssa loukkuun ionien. Uusi tutkimus yhdistää aiemmat ennakot kaksi ratkaisevaa ratkaisuja aiemmin krooninen heikkoudet: jäähdytys ionien kuljetuksen jälkeen, jotta niiden hauras kvantti ominaisuuksia voidaan käyttää myöhemmin loogista operaatiota, ja tallentamista varten arvot erityisiä valtioiden ioneja, jotka ovat vastustuskykyisiä toivottuja muutoksia vuoteen eksy magneettikenttiä.

Tämän seurauksena NIST tutkijat ovat nyt osoittaneet pienessä mittakaavassa kaikki yleisesti tunnustetut vaatimukset suurten ion-pohjainen kvantti-prosessori. Aikaisemmin he voisivat suorittaa kaikki seuraavista prosesseista muutama kerrallaan, mutta nyt he voivat suorittaa ne kaikki yhdessä ja toistuvasti: (1) "alustaa" qubits haluttuun alkaen valtio (0 tai 1), (2) myymälä qubit tiedot ioneja, (3) suorittaa loogisia operaatioita yhden tai kahden qubits, (4) siirtää tietoa eri paikoissa prosessori, ja (5) luki qubit tulokset erikseen (0 tai 1).

Sillä se käyttää ioneja, NIST kokeilu esittelee Yksi lupaava arkkitehtuuri kvanttitietokoneen, mahdollisesti voimakas kone, joka teoriassa voitaisiin ratkaista joitakin ongelmia, jotka ovat tällä hetkellä hankala, kuten rikkoa tänään laajimmin käytetty salaus koodeja. Vedoten epätavallinen sääntöjen submicroscopic Kvanttimaailmassa, qubits voi toimia 0 ja 1s samanaikaisesti, toisin kuin tavalliset digitaaliset bitit, jotka omistavat vain yhden arvon kerrallaan. Quantum tietokoneet saa voimansa siitä, että qubits voidaan "sotkeutua", joten niiden ominaisuudet liittyvät, jopa etäältä. Ionit ovat yksi useita erilaisia ​​systeemeissä tutkitaan ympäri maailmaa käytettäväksi qubits vuonna kvanttitietokoneen. Ei ole mitään yleistä sopimusta, joka järjestelmä osoittautuu paras.

NIST kokeet kuvattu Science Express tallennettu qubits kahdessa beryllium-ioneja järjestetään ansaan kanssa kuusi eri alueilla. Sähkökentät ovat tottuneet siirtää ioneja alueelta toiselle ansaan, ja ultravioletti laserpulssien tiettyjen taajuuksien ja kesto käytetään manipuloimaan ionien "energia. Tutkijat osoittivat toistuva kierroksella sarjan loogisia operaatioita (neljä single-qubit toimintaa ja kahden qubit toiminta) on ionien ja totesi, että toiminnallisia virheitä ei kasvanut, koska ne eteni läpi sarjan, vaikka kuljettaa qubits koko makroskooppinen etäisyydet ( 960 mikrometriä, tai melkein millimetrin) suorittaessaan toimintaa.

Last Update: 9. October 2011 15:30

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