De Aanhoudende en Betrouwbare Verrichtingen van de Informatieverwerking op Elektrisch Geladen Atomen

Published on August 11, 2009 at 8:03 PM

De Fysici bij het Nationale Instituut van Normen en Technologie (NIST) hebben aanhoudende, betrouwbare informatieverwerkingsverrichtingen op elektrisch geladen atomen (ionen) aangetoond. Het nieuwe die werk, in 6 Augustus, 2009, Uitdrukkelijke kwestie wordt beschreven van Wetenschap, * overwint significante hindernissen in het verhogen van ionen-opsluit technologie van kleine demonstraties aan grotere quantumbewerkers.

In de nieuwe demonstratie, voerden de onderzoekers NIST herhaaldelijk een gecombineerde opeenvolging van vijf quantumlogicaverrichtingen en 10 vervoerverrichtingen terwijl uit betrouwbaar het handhaven van 0s en 1s van de binaire die gegevens in de ionen worden opgeslagen, die als quantumbits (qubits) voor een hypothetische quantumcomputer, en het behouden van de capaciteit deze informatie later om te manipuleren dienen. Eerder, hebben de wetenschappers bij NIST en elders om het even welke qubittechnologie in het uitvoeren van een volledige reeks quantumlogicahandelingen niet kunnen overhalen terwijl het vervoeren van informatie zonder storingen die de recentere processen degraderen.

De groep NIST voerde enkele vroegste experimenten bij de quantuminformatieverwerking uit en heeft eerder vele basiscomponenten nodig voor gegevensverwerking met opgesloten ionen aangetoond. Het nieuwe onderzoek combineert vorige vooruitgang met twee essentiële oplossingen aan eerder chronische kwetsbaarheid: het koelen van ionen na vervoer zodat hun breekbare quantumeigenschappen kan voor verdere logicaverrichtingen en het opslaan van gegevenswaarden in speciale staten van ionen worden gebruikt die tegen ongewenste wijzigingen door verdwaalde magnetisch velden bestand zijn.

De experimenten NIST in Uitdrukkelijke Wetenschap worden, sloegen qubits in twee die berylliumionen in een val met zes verschillende streken worden gehouden beschreven op die. De Elektrische velden worden gebruikt om de ionen van één streek tot een andere in de val te leiden, en de ultraviolette laserimpulsen van specifieke frequenties en duur worden gebruikt om staten van de de ionen de' te manipuleren energie. De aangetoonde wetenschappers herhaalden rondes van een opeenvolging van logicaverrichtingen (vier enig-qubit-uitgekozen verrichtingen en een verrichting twee -twee-qubit) op de ionen en vonden dat de operationele foutentarieven niet stegen aangezien zij door de reeks, ondanks het vervoeren qubits over macroscopische afstanden vorderden (960 micrometers, of bijna een millimeter) terwijl het uitvoeren van de verrichtingen.

De onderzoekers NIST pasten twee zeer belangrijke innovaties op quantum-informatieverwerking toe. Eerst, gebruikten zij twee ionen van het partnermagnesium als „koelmiddelen“ voor het koelen van de berylliumionen na het vervoeren van hen, daardoor toestaand logicaverrichtingen om zonder enige extra fouten verder te gaan toe te schrijven aan verwarmen opgelopen tijdens vervoer. De sterke elektrische krachten tussen de ionen lieten het laser-gekoelde magnesium toe om de berylliumionen af te koelen, en daardoor hitte te verwijderen associeerden met hun motie, zonder de opgeslagen quantuminformatie te storen. Het nieuwe experiment is de eerste om dit „het sympathieke koelen“ als voorbereiding op succesvolle twee -twee-qubit logicaverrichtingen toe te passen.

De andere significante innovatie was het gebruik van drie verschillende paren energiestaten binnen de berylliumionen om informatie tijdens verschillende verwerkingsstappen te houden. Deze toegestane informatie om in ion worden gehouden verklaart dat niet door magnetisch veldschommelingen tijdens ionenopslag en vervoer werd veranderd, die een andere bron van verwerkingsfouten elimineren. De Informatie werd overgebracht naar verschillende energieniveaus in de berylliumionen voor het uitvoeren van logicahandelingen of het voorlezen van hun gegevenswaarden.

Het onderzoek werd gesteund voor een deel door de Intelligentie Geavanceerde Activiteit van de Projecten van het Onderzoek. Voor meer details, zie „NIST Aanhoudende QuantumVerwerking in Stap Naar de Bouw van QuantumComputers.“ Aantoont

* J.P. Huis, D. Hanneke, J.D. Jost, J.M. Amini, D. Leibfried en D.J. Wineland. Volledige die methodes voor scalable ionenval quantuminformatieverwerking worden geplaatst. Uitdrukkelijke Wetenschap. Gepost online 6 Augustus, 2009.

Last Update: 13. January 2012 22:13

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