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在电子被充电的原子的持续的和可靠的信息处理的运算

Published on August 11, 2009 at 8:03 PM

国家标准技术局的 (NIST) 物理学家展示了在电子被充电的原子 (离子) 的持续的,可靠的信息处理的运算。 新的工作,描述在 2009年 8月 6日,快速科学的问题, * 解决在称的重大的障碍从小的演示的离子诱捕技术到更大的数量处理器。

在新的演示, NIST 研究员重复执行五次数量逻辑操作和 10 运输业务一个联合的顺序,当可靠维护在离子存储的二进制数据的 0s 和 1s,起数量位 (qubits) 作用时对于一台假定数量计算机和保留这个能力随后操作此信息。 以前, NIST 的科学家和在别处无法哄骗所有 qubit 技术到进行数量逻辑操作一个完整集,当运输信息没有降低最新进程时的干扰。

NIST 组执行某些在信息处理的数量的最早的实验和以前展示了为计算需要的许多基本成分与被困住的离子。 新的研究与二个关键的解决方法结合早先预付款对以前慢性易损性: 冷却离子,在运输,因此他们脆弱的数量属性可以为随后的逻辑操作和存储数据值使用在对不需要的改变是有抵抗性由杂散的磁场离子以后的特殊状态。

在科学描述的 NIST 实验快速,存储 qubits在与六个明显的区域的一个陷井暂挂的二个铍离子。 电场用于从一个区域移动离子到另一个在这个陷井,并且紫外激光脉冲特定频率和期限用于操作离子’能态。 科学家被展示重复了顺序的舍入逻辑操作 (四单一的 qubit 运算和 two-qubit 运算) 在离子并且发现可操作的误差率没有增加,当他们通过串联继续进行,尽管运输在宏观距离 (960 个测微表或者几乎一毫米间的) qubits,当进行运算时。

NIST 研究员应用了二关键创新于数量信息处理。 首先,他们使用了二个合作伙伴镁离子作为 “”为冷却铍离子在运输他们以后,从而允许逻辑操作的冷冻剂继续,不用任何另外的错误由于在运输期间导致的加热。 在离子之间的严格的电力使激光冷却的镁冷静冷却铍离子和从而取消热与他们的行动相关,无需干扰被存储的数量信息。 新的实验是适用此 “有同情心冷却的”第一个为准备成功的 two-qubit 逻辑操作。

另一重大的创新是使用三个不同对在铍离子内的能态暂挂信息在不同的处理步骤期间。 在离子存贮和运输期间,在未由磁场波动修改的离子状态将暂挂的此允许的信息,消灭处理错误的另一个来源。 信息调用了到在铍离子的不同的能级进行逻辑操作或读出的他们的数据值。

一部分支持这个研究由智能提前的研究计划活动。 欲了解更详细的信息,请参见 “NIST 展示处理在步骤的持续的 Quantum 往编译 Quantum 计算机”。

* J.P. 回家, D. Hanneke, J.D. Jost, J.M. Amini, D. Leibfried 和 D.J. Wineland。 完成信息处理的方法设置为可升级的离子陷井数量。 快速的科学。 张贴的在线 2009年 8月 6日。

Last Update: 13. January 2012 15:58

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