De centrale elementer i en ny type kvantecomputer er magnetiske atomer fra klassen af såkaldte
På vej til indledende kvantecomputereKravet er at skabe såkaldte kvantebits eller qubits - hukommelsesbits, der i modsætning til klassiske bits ikke kun kan antage de binære værdier nul og én, men også enhver vilkårlig kombination.
"Dette muliggør en helt ny form for computer- og databehandling, som for specifikke applikationer betyder en enorm acceleration i computerkraft."
PSI-forsker Manuel Grimm.
Fysikere beskriver, hvordan logiske bits og fundamentalecomputeroperationer med dem kan implementeres i et magnetisk fast stof: qubits vil blive placeret på individuelle atomer fra klassen af sjældne jordarters elementer, indbygget i krystalgitteret af hovedmaterialet.
Baseret på kvantefysikkens love, forskereberegnet, at det nukleare spin af sjældne jordarters atomer ville være egnet til brug som en informationsbærer, det vil sige qubits. De foreslår også, at målrettede laserimpulser øjeblikkeligt kunne overføre information til et atoms elektroner og dermed aktivere qubits, hvilket får deres information til at blive synlig for omgivende atomer.
To sådanne aktiverede qubits interagerermed hinanden og således kan "vikles" ind. Entanglement er en speciel egenskab ved kvantesystemer af flere partikler eller qubits, hvilket er vigtigt for kvantecomputere: resultatet af måling af en qubit afhænger direkte af resultaterne af måling af andre qubits og omvendt.
Forskere demonstrerer, hvordan disse qubits kanbruges til at oprette logiske porte, primært kontrolporte med en "IKKE" -værdi (CNOT-porte). Logiske porte er de grundlæggende byggesten, som klassiske computere også bruger til at udføre beregning. Hvis du kombinerer et tilstrækkeligt antal af sådanne CNOT-porte såvel som et tilstrækkeligt antal en-qubit-porte, bliver enhver tænkelig beregningsoperation mulig. Således danner de rygraden i kvantecomputere.
Dette er ikke første gang forskere foreslårbrug kvantelogiske porte. Denne metode til aktivering og sammenfiltring af qubits har imidlertid en afgørende fordel i forhold til tidligere sammenlignelige forslag: den er mindst ti gange hurtigere.
En anden fordel er ikke kunden hastighed, hvormed en kvantecomputer baseret på dette koncept kan udføre beregninger, og frem for alt handler det om systemets modtagelighed for fejl.
Qubits er ikke særlig stabile.Hvis sammenfiltringsprocesserne er for langsomme, er der stor sandsynlighed for, at nogle af qubits mister deres information i mellemtiden. Faktisk har PSI-forskere opdaget en måde at opbygge en kvantecomputer ikke kun mindst ti gange hurtigere end sammenlignelige systemer, men også mindre tilbøjelige til fejl i samme faktor.
Læs også:
Saturns måne Titan ligner bemærkelsesværdigt Jorden. Hvilke planer har menneskeheden for det?
Abort og videnskab: hvad vil der ske med de børn, der føder.
En tredjedel af dem, der er kommet sig efter COVID-19, vender tilbage til hospitalet. Hver ottende person dør.
Et stort antal gråhvaler begyndte at sulte og dø i Stillehavet.