Nachhaltige und Zuverlässige Informationsverarbeitende Operationen auf Elektrisch Belasteten Atomen

Published on August 11, 2009 at 8:03 PM

Physiker am National Institute of Standards and Technology (NIST) haben die nachhaltigen, zuverlässigen informationsverarbeitenden Operationen auf elektrisch belasteten Atomen (Ionen) demonstriert. Das neue Werk, beschrieben im Punkt Am 6. August 2009 der Wissenschaft Ausdrücklich, * gleicht beträchtliche Hürden bei der Gradeinteilung herauf Ionabfangen Technologie von den kleinen Vorführungen zu den größeren Quantumsprozessoren aus.

In der neuen Vorführung führten NIST-Forscher wiederholt eine kombinierte Reihenfolge von fünf Quantumslogischen verknüpfungen und von 10 Verkehrsbetrieben bei das 0s und das 1s der binären Daten zuverlässig warten durch, die in den Ionen gespeichert wurden, die als Quantumsbits (qubits) für einen hypothetischen Quantumscomputer dienen, und dem Beibehalten der Fähigkeit, diese Informationen nachfolgend zu manipulieren. Vorher sind Wissenschaftler an NIST und anderswo nicht imstande gewesen, jede mögliche qubit Technologie in die Ausführung eines ganzen Satzes Quantumslogischer verknüpfungen beim Transportieren von Informationen zu überreden ohne die Störungen, welche die neueren Prozesse vermindern.

Die NIST-Gruppe führte einige der frühesten Experimente auf dem Quantum informationsverarbeitend durch und hat vorher viele grundlegenden Bauteile gezeigt, die für die Datenverarbeitung mit aufgefangenen Ionen benötigt wurden. Die neue Forschung kombiniert vorhergehende Fortschritte mit zwei entscheidenden Lösungen zur vorher chronischen Verwundbarkeit: Abkühlen von Ionen, nachdem Transport also ihre empfindlichen Quantumseigenschaften für nachfolgende logische Verknüpfungen und das Speichern von Datenwerten in den speziellen Zuständen von Ionen verwendet werden können, die gegen unerwünschte Änderungen durch Streumagnetfelder beständig sind.

Die NIST-Experimente beschrieben in der Wissenschaft Ausdrücklich, gespeichert den qubits in zwei Berylliumionen angehalten in einer Falle mit sechs eindeutigen Zonen. Elektrische Bereiche werden verwendet, um die Ionen von einer Zone auf andere in der Falle zu verschieben, und ultraviolette Laser-Impulse von spezifischen Frequenzen und Dauer wird verwendet, um Ionenzu manipulieren' Energiezustände. Die demonstrierten Wissenschaftler wiederholten Runden einer Reihenfolge der logischer Verknüpfungen (vier einzel--qubit Operationen und eine two-qubit Operation) auf den Ionen und fanden, dass Betriebsfehlerraten nicht erhöhten, während sie durch die Serie, trotz des Transportierens von qubits über makroskopischen Abständen (960 Mikrometer oder fast einem mm) bei der Durchführung der Arbeiten weiterkamen.

Die NIST-Forscher wendeten zwei Schlüsselinnovationen an Quantuminformationen Aufbereiten an. Zuerst verwendeten sie zwei Partnermgionen als „Kühlmittel“ für das Abkühlen der Berylliumionen, nachdem sie sie transportiert hatten, dadurch sie lassen sie logische Verknüpfungen ohne irgendwelche zusätzlichen Fehler fortfahren, die zum Heizen zugezogen während des Transportes passend sind. Die starken elektrischen Kräfte zwischen den Ionen aktivierten das Laser-abgekühlte Mg, die Berylliumionen unten abzukühlen und löschen dadurch die Wärme, die mit ihrem Antrag verbunden ist, ohne die gespeicherten Quantumsinformationen zu stören. Das neue Experiment ist das erste, zum dieses „sympathischen Abkühlens“ in Vorbereitung auf erfolgreiche two-qubit logische Verknüpfungen anzuwenden.

Die andere beträchtliche Innovation war der Gebrauch von drei verschiedenen Paaren Energiezuständen innerhalb der Berylliumionen, Informationen während der verschiedenen Verarbeitungsschritte zu verwahren. Diese erlaubten in den Ionenzuständen angehalten zu werden Informationen, die nicht durch Magnetfeldfluktuieren während des Ionenspeichers und -transportes geändert wurden, eine andere Quelle von Aufbereitungsfehler beseitigend. Informationen wurden auf verschiedene Energiestufen in den Berylliumionen für logische Verknüpfungen durchführen oder ihre Datenwerte auslesen übertragen.

Die Forschung wurde im Teil durch die Intelligenz Fortgeschrittene Forschungsprojekt-Aktivität unterstützt. Für weitere Einzelheiten sehen Sie, dass „NIST Nachhaltiges Quantum Zeigt, das Aufbereitet im Schritt In Richtung zum Aufbauen von Quantums-Computern.“

* J.P. Steuern Sie, D. Hanneke, J.D. Jost, J.M. Amini, D. Leibfried und D.J. Wineland automatisch an. Beenden Sie die Methoden eingestellt für ersteigbares Ionenblockierquantum informationsverarbeitend. Wissenschaft Ausdrücklich. Online Am 6. August 2009 Bekannt gegeben.

Last Update: 13. January 2012 21:36

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