Alors que dans les ordinateurs conventionnels, les unités d'information sont des chiffres ou des bits binaires, dans les ordinateurs quantiques
Les informations sur un qubit peuvent porter un certaincaractéristique de cette particule (par exemple, spin électronique ou polarisation photonique), qui peut avoir deux états. Bien que les valeurs de bit normales soient 0 ou 1, des versions intermédiaires de ces valeurs sont également possibles dans le bit quantique. L'état intermédiaire est appelé superposition. Cette propriété donne aux ordinateurs quantiques la capacité de résoudre des problèmes
Chercheurs à l'Institut de physique de TartuL'université a montré que les microcristaux synthétisés sur la base de matrices cristallines optiques mixtes de fluorures dopés à l'erbium, au praséodyme et à certains autres ions d'éléments de terres rares peuvent fonctionner comme des qubits, fournissant un calcul quantique optique ultra-rapide.
«Lors du choix des ions, leurétats électroniques aux propriétés très différentes. Ils doivent avoir au moins deux états dans lesquels l'interaction ionique est très faible. Ces états conviennent aux opérations de logique quantique de base sur des bits quantiques individuels. De plus, un ou plusieurs états sont nécessaires dans lesquels l’interaction ionique est forte : ils permettent d’effectuer des opérations de logique quantique sur deux ou plusieurs qubits. Tous ces états doivent avoir de longues durées de vie (milli ou microsecondes) et des transitions optiques doivent être autorisées entre ces états.
Professeur Vladimir Khizhnyakov, membre de l'Académie estonienne des sciences
Les scientifiques disent que la détection de telsLes états électroniques des ions de terres rares n'étaient pas considérés comme possibles et les scientifiques n'ont donc pas cherché parmi eux de tels états adaptés aux qubits. Jusqu'à présent, principalement les états de spin des noyaux atomiques ont été étudiés pour le rôle des qubits. Cependant, leur fréquence est un million de fois inférieure à la fréquence des bits quantiques. C'est pourquoi les ordinateurs quantiques sont également construits autour de ces qubits. Et ils seront nettement plus lents que les ordinateurs avec des bits quantiques basés sur des états électroniques.
Le cycle de travail ultra-rapide vous permet de surmonterl'un des principaux obstacles à la création d'ordinateurs quantiques. Les qubits sont très sensibles à leur environnement, donc toute interférence de l’environnement peut entraîner des erreurs dans l’informatique quantique.
« Le temps de cohérence des qubits, c'est-à-direLa durée d’un état quantique pur est très courte. Plus le cycle de calcul est rapide, moins l’interférence de l’environnement dans le fonctionnement des qubits est faible.
Professeur Vladimir Khizhnyakov, membre de l'Académie estonienne des sciences
Il a été constaté que la méthode de gravure spectraleLes trous, précédemment développés à l'Institut de physique de l'Université de Tartu, peuvent être utilisés pour sélectionner un ensemble de qubits dans un microcristal agissant comme une instance d'ordinateur. Selon Khizhnyakov, c'est aujourd'hui l'une des méthodes de spectroscopie optique les plus puissantes, qui vous permet de trouver les ions dans un microcristal qui conviennent le mieux à une utilisation comme qubits informatiques.
Bien qu'avant un véritable ordinateur quantique fonctionnelest encore loin, mais les chercheurs du laboratoire de spectroscopie laser de l'université de Tartu ont commencé à créer un prototype pilote d'ordinateur quantique basé sur la nouvelle méthode. Selon les chercheurs, ils sont à la veille de la présentation des travaux des éléments de base d'un ordinateur quantique d'un nouveau type.
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