Централните елементи на нов тип квантов компютър са магнитни атоми от класа на т.нар
По пътя към първоначалните квантови компютриИзискването е да се създадат така наречените квантови битове или кубити - битове на паметта, които, за разлика от класическите битове, могат да приемат не само двоичните стойности на нула и едно, но и всяка произволна комбинация.
„Това прави възможен напълно нов вид изчисления и обработка на данни, което за конкретни приложения означава огромно ускорение на изчислителната мощност.“
Изследователят на PSI Мануел Грим.
Физиците описват колко логични бита и фундаменталникомпютърните операции с тях могат да бъдат реализирани в магнитно твърдо тяло: кубитите ще бъдат разположени върху отделни атоми от класа на редкоземните елементи, вградени в кристалната решетка на основния материал.
Въз основа на законите на квантовата физика изследователитеизчисли, че ядреното въртене на редкоземни атоми би било подходящо за използване като носител на информация, тоест кубити. Те също така предполагат, че насочените лазерни импулси могат незабавно да предадат информация на електроните на атома и по този начин да активират кубитите, което кара информацията им да стане видима за околните атоми.
Два такива активирани кубита си взаимодействатпомежду си и по този начин могат да бъдат „заплетени“. Заплитането е специално свойство на квантовите системи от няколко частици или кубити, което е важно за квантовите компютри: резултатът от измерването на един кубит директно зависи от резултатите от измерването на други кубити и обратно.
Изследователите демонстрират как могат тези кубитида се използва за създаване на логически портали, предимно контролирани портали със стойност "НЕ" (портати CNOT) Логическите порти са основните градивни елементи, които класическите компютри също използват за извършване на изчисления. Ако комбинирате достатъчен брой такива CNOT порта, както и достатъчен брой едно-кубитови врати, всяка възможна изчислителна операция става възможна. По този начин те формират гръбнака на квантовите компютри.
Това не е първият път, който учените предлагатизползвайте квантови логически порти. Този метод за активиране и заплитане на кубити обаче има решаващо предимство пред предишните сравними предложения: той е поне десет пъти по-бърз.
Друго предимство е не самоскоростта, с която квантовият компютър, базиран на тази концепция, може да извършва изчисления, и преди всичко това се отнася до податливостта на системата към грешки.
Кубитите не са много стабилни.Ако процесите на заплитане са твърде бавни, има голяма вероятност някои от кубитите да загубят информацията си междувременно. Всъщност изследователите на PSI са открили начин за изграждане на квантов компютър не само поне десет пъти по-бързо от сравнимите системи, но и по-малко склонни към грешки в същия фактор.
Прочетете също:
Луната на Сатурн Титан е забележително подобна на Земята. Какви планове има човечеството за него?
Аборт и наука: какво ще се случи с децата, които ще раждат.
Една трета от оздравелите от COVID-19 се завръщат в болницата. Всеки осми човек умира.
Голям брой сиви китове започнаха да гладуват и да умират в Тихия океан.