Gli elementi centrali di un nuovo tipo di computer quantistico sono gli atomi magnetici della classe dei cosiddetti
Sulla strada verso i primi computer quantisticiL’esigenza è creare i cosiddetti bit quantici o qubit, bit di memoria che, a differenza dei bit classici, possono assumere non solo i valori binari di zero e uno, ma anche qualsiasi combinazione arbitraria.
“Ciò rende possibile un tipo completamente nuovo di calcolo e di elaborazione dei dati, che per applicazioni specifiche significa un’enorme accelerazione della potenza di calcolo”.
Il ricercatore del PSI Manuel Grimm.
I fisici descrivono come bit logici e fondamentalile operazioni informatiche con essi possono essere implementate in un solido magnetico: i qubit saranno posizionati su singoli atomi della classe degli elementi delle terre rare, integrati nel reticolo cristallino del materiale principale.
Sulla base delle leggi della fisica quantistica, i ricercatoricalcolato che la rotazione nucleare degli atomi di terre rare sarebbe adatta per l'uso come vettore di informazioni, cioè qubit. Suggeriscono anche che gli impulsi laser mirati potrebbero trasmettere istantaneamente informazioni agli elettroni di un atomo e quindi attivare i qubit, rendendo le loro informazioni visibili agli atomi circostanti.
Due di questi qubit attivati interagisconotra di loro e quindi possono essere "impigliati". L'entanglement è una proprietà speciale dei sistemi quantistici di più particelle o qubit, che è importante per i computer quantistici: il risultato della misurazione di un qubit dipende direttamente dai risultati della misurazione di altri qubit e viceversa.
I ricercatori dimostrano come possono farlo questi qubitessere utilizzato per creare porte logiche, principalmente porte controllate con un valore "NOT" (porte CNOT). Le porte logiche sono gli elementi costitutivi di base che i computer classici utilizzano anche per eseguire il calcolo. Se si combina un numero sufficiente di tali porte CNOT, oltre a un numero sufficiente di porte da un qubit, diventa possibile qualsiasi operazione computazionale concepibile. Pertanto, costituiscono la spina dorsale dei computer quantistici.
Questa non è la prima volta che gli scienziati hanno propostoutilizzare porte logiche quantistiche. Tuttavia, questo metodo di attivazione e di aggrovigliamento dei qubit presenta un vantaggio decisivo rispetto alle precedenti proposte comparabili: è almeno dieci volte più veloce.
Un altro vantaggio non è solola velocità con cui un computer quantistico basato su questo concetto può eseguire i calcoli e, soprattutto, ciò riguarda la suscettibilità del sistema agli errori.
I Qubit non sono molto stabili.Se i processi di entanglement sono troppo lenti, c'è un'alta probabilità che alcuni dei qubit perderanno le loro informazioni nel frattempo. In effetti, i ricercatori del PSI hanno scoperto un modo per costruire un computer quantistico non solo almeno dieci volte più veloce di sistemi comparabili, ma anche meno incline a errori nello stesso fattore.
Leggi anche:
La luna di Saturno, Titano, è notevolmente simile alla Terra. Quali piani ha l'umanità per questo?
Aborto e scienza: cosa succederà ai bambini che partoriranno.
Un terzo di coloro che sono guariti dal COVID-19 torna in ospedale. Ogni otto persone muore.
Un gran numero di balene grigie iniziò a morire di fame e morire nell'Oceano Pacifico.