Mentre nei computer convenzionali le unità di informazione sono cifre o bit binari, in quelli quantistici
Le informazioni su un qubit possono contenere un certocaratteristica di questa particella (ad esempio, spin dell'elettrone o polarizzazione del fotone), che può avere due stati. Sebbene i valori di bit normali siano 0 o 1, sono possibili anche versioni intermedie di questi valori nel bit quantistico. Lo stato intermedio è chiamato sovrapposizione. Questa proprietà offre ai computer quantistici la capacità di risolvere i problemi
Ricercatori presso l'Istituto di Fisica di TartuL'università ha dimostrato che i microcristalli sintetizzati sulla base di matrici di cristalli ottici misti di fluoruri drogati con erbio, praseodimio e alcuni altri ioni di elementi delle terre rare possono funzionare come qubit, fornendo un calcolo quantistico ottico ultraveloce.
“Quando si scelgono gli ioni, lorostati elettronici con proprietà molto diverse. Devono avere almeno due stati in cui l'interazione ionica è molto debole. Questi stati sono adatti per operazioni logiche quantistiche di base su singoli bit quantistici. Inoltre, sono necessari uno o più stati in cui l’interazione ionica sia forte: consentono di eseguire operazioni di logica quantistica su due o più qubit. Tutti questi stati devono avere una lunga durata (milli o microsecondi) e le transizioni ottiche devono essere consentite tra questi stati.
Il professor Vladimir Khizhnyakov, membro dell'Accademia estone delle scienze
Gli scienziati dicono che la rilevazione di talegli stati elettronici degli ioni delle terre rare non erano considerati possibili, e quindi gli scienziati non hanno cercato tra loro tali stati adatti per i qubit. Fino ad ora, principalmente gli stati di spin dei nuclei atomici sono stati studiati per il ruolo dei qubit. Tuttavia, la loro frequenza è un milione di volte inferiore alla frequenza dei bit quantistici. Questo è il motivo per cui anche i computer quantistici sono costruiti attorno a questi qubit. E saranno significativamente più lenti dei computer con bit quantistici basati su stati elettronici.
Il ciclo di lavoro ultraveloce ti consente di superareuno dei principali ostacoli alla realizzazione dei computer quantistici. I qubit sono molto sensibili al loro ambiente, quindi qualsiasi interferenza dall'ambiente può portare a errori nell'informatica quantistica.
«Il tempo di coerenza dei qubit, cioèLa durata di uno stato quantistico puro è molto breve. Più veloce è il ciclo di calcolo, minore è l’interferenza dell’ambiente nel funzionamento dei qubit”.
Il professor Vladimir Khizhnyakov, membro dell'Accademia estone delle scienze
Si è riscontrato che il metodo di combustione spettralefori, precedentemente sviluppati presso l'Istituto di Fisica dell'Università di Tartu, possono essere utilizzati per selezionare un insieme di qubit in un microcristallo che funge da istanza del computer. Secondo Khizhnyakov, oggi è uno dei metodi più potenti di spettroscopia ottica, che consente di trovare quegli ioni in un microcristallo che sono più adatti per l'uso come qubit di computer.
Anche se prima di un vero computer quantistico funzionanteè ancora molto lontano, ma i ricercatori del Laboratorio di spettroscopia laser dell'Università di Tartu hanno iniziato a creare un prototipo pilota di un computer quantistico basato sul nuovo metodo. Secondo i ricercatori, sono alla vigilia della presentazione del lavoro degli elementi di base di un nuovo tipo di computer quantistico.
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