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Operazioni Continue ed Affidabili di Elaborazione delle Informazioni sugli Atomi Elettricamente Fatti Pagare

Published on August 11, 2009 at 8:03 PM

I Fisici al National Institute of Standards and Technology (NIST) hanno dimostrato le operazioni continue e affidabili di elaborazione delle informazioni sugli atomi elettricamente fatti pagare (ioni). Il lavoro recente, descritto nell'emissione del 6 agosto 2009 di Scienza Precisa, * sormonta le transenne significative nel riportare in scala sulla tecnologia dell'ione-intrappolamento dalle piccole dimostrazioni ai più grandi esboscatori universali di quantum.

Nella nuova dimostrazione, i ricercatori del NIST hanno eseguito ripetutamente una sequenza combinata delle cinque operazioni di logica di quantum e delle 10 operazioni di trasporto mentre attendibilmente mantenevano il 0s e il 1s dei dati binari memorizzati negli ioni, che serviscono da bit di quantum (qubits) per un computer ipotetico di quantum e conservando la capacità successivamente di manipolare questi informazioni. Precedentemente, gli scienziati al NIST ed altrove hanno non potuti persuadere tutta la tecnologia del qubit nel realizzare un insieme completo delle operazioni di logica di quantum mentre trasportano le informazioni senza perturbazioni che degradano i trattamenti successivi.

Il gruppo del NIST ha eseguito alcuni degli esperimenti più iniziali su elaborazione delle informazioni di quantum e precedentemente ha dimostrato molte componenti di base state necessarie per la computazione con gli ioni intrappolati. La nuova ricerca combina gli avanzamenti precedenti con due soluzioni cruciali alle vulnerabilità precedentemente croniche: raffreddamento degli ioni dopo che il trasporto in modo dai loro beni fragili di quantum può essere usato per le operazioni di logica successive e la memorizzazione dei valori di dati negli stati speciali degli ioni che sono resistenti alle alterazioni indesiderate dai campi magnetici smarriti.

Gli esperimenti del NIST descritti nella Scienza Precisa, memorizzato i qubits in due ioni del berillio tenuti in una trappola con sei zone distinte. I campi elettrici sono usati per muovere gli ioni da una zona verso un altro nella trappola e gli impulsi ultravioletti del laser delle frequenze specifiche e la durata sono usati per manipolare stati di energia degli ioni'. Gli scienziati dimostrati hanno ripetuto i giri di una sequenza delle operazioni di logica (quattro operazioni uniche-qubit e un'operazione del two-qubit) sugli ioni ed hanno trovato che le tariffe di errore operative non sono aumentato mentre hanno progredito con la serie, malgrado il trasporto dei qubits attraverso le distanze macroscopiche (960 micrometri, o quasi un millimetro) mentre effettuavano le operazioni.

I ricercatori del NIST hanno applicato due innovazioni chiave a trattamento di quantum-informazioni. In Primo Luogo, hanno usato due ioni del magnesio del partner come “refrigeranti„ per il raffreddamento degli ioni del berillio dopo il trasporto loro, quindi permettenti che le operazioni di logica continuino senza alcuni errori supplementari dovuto il riscaldamento incontrato durante il trasporto. Le forti forze elettriche fra gli ioni hanno permesso al magnesio laser-raffreddato di raffreddare gli ioni del berillio e quindi rimuovono il calore connesso con il loro moto, senza disturbare le informazioni memorizzate di quantum. Il nuovo esperimento è il primo per applicare questo “raffreddamento comprensivo„ in preparazione delle operazioni di logica riuscite del two-qubit.

L'altra innovazione significativa era l'uso di tre paia differenti degli stati di energia all'interno degli ioni del berillio tenere le informazioni durante le fasi di lavorazione differenti. Questi informazioni permesse da tenere negli stati dello ione che non sono stati alterati dalle fluttuazioni del campo magnetico durante conservazione ed il trasporto dello ione, eliminanti un'altra sorgente degli errori di trattamento. Le Informazioni sono state trasferite ai livelli energetici differenti negli ioni del berillio per realizzare le operazioni di logica o la lettura fuori dei loro valori di dati.

La ricerca è stata supportata in parte dall'Attività Avanzata Intelligenza di Progetti Di Ricerca. Per maggiori informazioni, vedi che “il NIST Dimostra il Trattamento Continuo di Quantum al Punto Verso la Costruzione dei Computer di Quantum.„

* J.P. Diriga, D. Hanneke, J.D. Jost, J.M. Amini, D. Leibfried e D.J. Wineland. Completi i metodi fissati per elaborazione delle informazioni evolutiva di quantum della trappola dello ione. Scienza Precisa. 6 agosto 2009 online Inviato.

Last Update: 13. January 2012 20:57

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