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Operações de Processamento da Informação Sustentada e Segura em Átomos Electricamente Cobrados

Published on August 11, 2009 at 8:03 PM

Os Físicos no National Institute of Standards and Technology (NIST) demonstraram operações de processamento da informação sustentada, segura em átomos electricamente cobrados (íons). A nova obra, descrita na introdução do 6 de agosto de 2009 da Ciência Expressa, * supera obstáculos significativos na escamação acima da tecnologia da íon-caça com armadilhas das demonstrações pequenas aos processadores maiores do quantum.

Na demonstração nova, os pesquisadores do NIST executaram repetidamente uma seqüência combinada de cinco operações de lógica do quantum e de 10 operações de transporte ao confiantemente manter o 0s e o 1s dos dados binários armazenados nos íons, que servem como bits do quantum (qubits) para um computador hipotético do quantum, e ao reter a capacidade para manipular subseqüentemente esta informação. Previamente, os cientistas no NIST e em outra parte foram incapazes de persuadir toda a tecnologia do qubit em executar um grupo completo de operações de lógica do quantum ao transportar a informação sem distúrbios que degradam os processos mais atrasados.

O grupo do NIST executou algumas das experiências as mais adiantadas no processamento de informação do quantum e tem demonstrado previamente muitos componentes básicos necessários para computar com íons prendidos. A pesquisa nova combina avanços precedentes com as duas soluções cruciais às vulnerabilidades previamente crônicas: refrigerar dos íons depois que o transporte assim que suas propriedades frágeis do quantum podem ser usados para operações de lógica subseqüentes e armazenagem de valores de dados em estados especiais de íons que são resistentes às alterações indesejáveis por campo magnèticos dispersos.

As experiências do NIST descritas na Ciência Expressa, armazenado os qubits em dois íons do berílio realizados em uma armadilha com seis zonas distintas. Os campos Elétricos são usados para mover os íons de uma zona para outra na armadilha, e os pulsos ultravioletas do laser de freqüências específicas e a duração são usados para manipular estados de energia dos íons'. Os cientistas demonstrados repetiram círculos de uma seqüência de operações de lógica (quatro únicas-qubit operações e uma operação do two-qubit) nos íons e encontraram que as taxas de erro operacionais não aumentaram enquanto progrediram com a série, apesar de transportar qubits através das distâncias macroscópicas (960 micrômetros, ou quase de um milímetro) ao realizar as operações.

Os pesquisadores do NIST aplicaram duas inovações chaves ao processamento da quantum-informação. Primeiramente, usaram dois íons do magnésio do sócio como os “líquidos refrigerantes” refrigerando os íons do berílio após ter transportado os, permitindo desse modo que as operações de lógica continuem sem nenhuns erros adicionais devido ao aquecimento incorrido durante o transporte. As forças elétricas fortes entre os íons permitiram o magnésio laser-de refrigeração de refrigerar para baixo os íons do berílio, e removem desse modo o calor associado com seu movimento, sem perturbar a informação armazenada do quantum. A experiência nova é a primeira para aplicar este “refrigerar simpático” à vista das operações de lógica bem sucedidas do two-qubit.

A outra inovação significativa era o uso de três pares diferentes de estados de energia dentro dos íons do berílio guardarar a informação durante etapas de processamento diferentes. Esta informação permitida a ser realizada nos estados do íon que não foram alterados por flutuações do campo magnético durante o armazenamento e o transporte do íon, eliminando uma outra fonte de erros de processamento. A Informação foi transferida aos níveis de energia diferentes nos íons do berílio para executar operações de lógica ou ler para fora seus valores de dados.

A pesquisa foi apoiada na parte pela Actividade Avançada Inteligência dos Projectos de Investigação. Para mais detalhes, veja que o “NIST Demonstra o Quantum Sustentado que Processa na Etapa Para Computadores de Construção do Quantum.”

* J.P. Dirija, D. Hanneke, J.D. Jost, J.M. Amini, D. Leibfried e D.J. Wineland. Termine os métodos ajustados para o processamento de informação evolutivo do quantum da armadilha do íon. Ciência Expressa. 6 de agosto de 2009 em linha Afixado.

Last Update: 13. January 2012 19:03

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