Шаг К Строить Компьютеры Кванта

Published on August 6, 2009 at 8:06 PM

Поднимающ ищет для строить практически компьютер суммы, физиков на Национальном институте стандартов и технологий (NIST) продемонстрируйте о, деятельности достоверных сведений обрабатывая на электрически порученных атомах (ионах). Новая работа, описанная в вопросе 6-ое августа Науки Курьерском, * отжимает значительно барьеры в вычислять по маштабу вверх по технологии ион-запутывания от малых демонстраций к более большим обработчикам суммы.

Продемонстрированные, котор физики вытерпели, надежный обрабатывать NIST данных по суммы в ловушке иона на левом центре этого фотоснимка, улучшая ищут для строить практически компьютер суммы. Ионы поглощены внутри темного разреза (3.5mm длиннего и 200 микрометров широких) между золот-покрытыми вафлями глинозема. Путем изменять напряжения тока прикладные к каждому из электродов золота, научные работники могут двинуть ионы между 6 зонами ловушки. Кредит: J. Jost/NIST

В новой демонстрации, исследователя NIST повторно выполнили совмещенную последовательность 5 деятельностей логики суммы и 10 деятельностей перехода пока надежно поддерживающ 0s и 1s бинарных данных, котор хранят в ионах, которые служят как биты суммы (qubits) для постулативного компьютера суммы, и сохраняющ способность затем манипулировать эту информацию. Ранее, научные работники на NIST и в другом месте неспособны задобрить любую технологию qubit в выполнять полный набор деятельностей логики суммы пока транспортирующ информацию, без помех ухудшая более последние процессы.

«Значительно выдвижение что мы можем держать на вычислять, несмотря на факт мы делаем много переход qubit,» говорит первый автор Дом Джонатана, исследователь NIST столб-докторский.

Группа NIST выполнила некоторые из самых предыдущих экспериментов на обрабатывать данных по суммы и ранее продемонстрировала много основных компонентов необходима для вычислять с поглощенными ионами. Новое исследование совмещает предыдущие выдвижения с 2 критическими разрешениями к ранее хроническим уязвимостям: охлаждать ионов после того как переход поэтому их утлые свойства суммы можно использовать для последующих деятельностей логики, и хранить значения данных в специальных положениях ионов которые упорны к излишним изменениям рассеянными магнитными полями.

В результате, исследователя NIST теперь продемонстрировали на малом масштабе все вообще узнаваемые требования для широкомасштабного ион-основанного обработчика суммы. Ранее они смогли выполнить все следовать процессы несколько одновременно, но теперь они могут выполнить все них совместно и повторно: (1) «выступает» qubits с иничиативой к пожеланному начиная положению (0 или 1), (2) данные по qubit магазина в ионах, (3) выполняют деятельности логики на один или два qubits, (4) данные по перехода между различными положениями в обработчике, и (5) прочитанное вне qubit приводит к индивидуально (0 или 1).

Через свою пользу ионов, витрины эксперименту по NIST одно перспективнейшее зодчество для компьютера суммы, потенциально мощной машины которая теоретически смогла разрешить некоторые проблемы которые в настоящее время несговорчивы, как ломать сегодняшнее наиболее широко используемое шифрование кодируют. Полагающся на необыкновенных правилах submicroscopic мира суммы, qubits могут подействовать по мере того как 0s и 1s одновременно, не похож на обычные цифровые биты, которые держат только одно значение на любом, котор дали времени. Компьютеры Кванта также выводят их силу от факта что qubits можно «спутать,» поэтому их свойства соединены, даже на расстоянии. Ионы один из нескольких разных видов систем суммы под исследованием вокруг мира для пользы как qubits в компьютере суммы. Никакое генеральное соглашение на котором система повернет вне для того чтобы быть самое лучшее.

Эксперименты по NIST описанные в Науке Курьерской хранили qubits в 2 ионах берилля, котор держат в ловушке с 6 определенными зонами. Электрические поля использованы для того чтобы двинуть ионы от одной зоны к другим в ловушке, и ультрафиолетов ИМПы ульс лазера специфических частот и продолжительность использованы для того чтобы манипулировать энергетические состояния ионов. Продемонстрированные научные работники повторили круги последовательности деятельностей логики (4 одиночных-qubit деятельности и деятельность two-qubit) на ионах и нашли что рабочие частоты повторения ошибок не увеличили по мере того как они развили через серию, несмотря на транспортировать qubits через макроскопические расстояния (960 микрометров, или почти миллиметр) пока уносящ деятельности.

Рационализаторства исследователей NIST прикладные 2 ключевых к обрабатывать сумм-информации. Во-первых, они использовали 2 иона магния соучастника как «хладоагенты» для охлаждать ионы берилля после транспортировать их, таким образом позволяя деятельностям логики продолжать без любой дополнительной ошибки должной к нагревать произведенный во время перехода. Сильные электрические силы между ионами позволили лазер-охлаженный магний охладить вниз ионы берилля, и таким образом извлекают жару связанную с их движением, без нарушать, котор хранят данные по суммы. Новый эксперимент первое для того чтобы приложить этот «участливый охлаждать» в подготовке к успешным деятельностям логики two-qubit.

Другое значительно рационализаторство была пользой 3 различных пар энергетических состояний внутри ионы берилля держать информацию во время различных обрабатывая шагов. Эта позволенная информация, котор нужно держать в положениях иона которые не были изменены зыбкост магнитного поля во время хранения и перехода иона, исключая другой источник обрабатывая ошибок. Информация была возвращена к различным энергетическим уровням в ионах берилля для выполнять деятельности логики или читать вне их значения данных.

Эксперимент по NIST начал при 2 qubits, котор держат в отдельно зонах ловушки иона, поэтому они смогли быть манипулированы индивидуально для того чтобы выступить их положения с иничиативой, выполнить одиночные-qubit деятельности логики, и прочитать вне приводит к. Ионы после этого были совмещены в одиночной зоне ловушки для деятельности логики two-qubit, и снова были отделены и были транспортированы к различным зонам ловушки для последующих одиночных-qubit деятельностей логики. Для того чтобы оценить эффективность процессов, научные работники выполнили эксперимент 3.150 времен для каждого из 16 различных начиная положений. Экспириментально результаты для одного и 2 применений последовательности деятельностей после этого были сравнены к одину другого так же, как к теоретической модели совершенных результатов.

Обработчик суммы NIST работал при точность 94 процентов, усредненная над всеми итерированиями эксперимента. В добавлении, частота повторения ошибок была этим же для каждого из 2 последовательных повторений логически последовательности, демонстрируя что деятельности изолированы от ошибок которые могли быть введены переходом иона. Частота повторения ошибок 6 процентов нет пока близко к порогу 0,01 процентов определенному специалистами для отказоустойчивый вычислять суммы, Домашними примечаниями. Уменьшение частоты повторения ошибок фокус настоящего исследования NIST. Другое дело в вычислять по маштабу вверх по технологии для того чтобы построить практически компьютер будет контролировать ионы в больших, сложных блоках ловушк-работы также будучи последованным в группе NIST.

Также более мирские возможности: Научные работники NIST успешно выполнили 5 кругов логики и последовательности перехода (итога 25 деятельностей логики плюс 4 шага подготовки и анализа), но попытка продолжать к шестому кругу разбила обычный компьютер используемый для того чтобы контролировать лазеры и ионы обработчика суммы. Тем Не Менее, новая демонстрация двигает технологию ион-ловушки значительно переднюю на путе к большому обработчику суммы.

Исследование было поддержано в части Деятельностью При Проектов Перспективных Исследований Сведении.

*J.P. Дом, D. Hanneke, J.D. Jost, J.M. Amini, D. Leibfried и D.J. Wineland. 2009. Полные методы установленные для масштабируемый обрабатывать данных по суммы ловушки иона. Наука Курьерская. Вывешенный он-лайн 6-ое августа.

Last Update: 13. January 2012 22:35

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