自然科学研究機構分子科学研究所の物理学者らが新たな分子を開発した。
彼らの仕事では、科学者は光学を使用しました絶対零度近くまで冷却され、わずか 1 ミクロンの距離にある 2 つのルビジウム原子をピンセットで捉えます。わずか 10 ピコ秒 (10 兆分の 1 秒) だけ光る特殊なレーザー ビームを原子に当てることで、世界最速の 2 キュービット ゲートを起動し、2 つの個々の原子間に 6.5 ナノ秒で量子エンタングルメントを作成しました。
2 キュービット ゲート - 基本高性能量子コンピューター。これは、2 つの量子ビットの量子状態に対する論理演算です。この研究で実装されたゲートのバリエーションは、「制御された Z ゲート」です。これは、2 番目の量子ビットが状態 1 の場合に、最初の量子ビットの量子重ね合わせを "0 プラス 1" から "0 マイナス 1" に変更する操作です。
左：量子ビットの量子状態は電子軌道によって支配されます。右: デバイスの動作スキーム: 最初の原子の状態に応じて、レーザーの作用により 2 番目の原子の値が変化または維持されます。画像：自然科学研究機構 生命科学研究機構 富田貴文
量子ゲートの精度（忠実度）が低下する外部環境と作業用レーザーからのノイズが原因で、量子コンピューターの開発が困難になると、研究の著者は説明しています。ノイズ タイム スケールは通常 1 マイクロ秒を超えるため、より高速に動作する量子ゲートは外部干渉を回避できます。これにより、計算の精度が向上します。
物理学者が作った量子ゲートが動く少なくともノイズの 2 倍の速さです。つまり、ノイズを無視できます。科学者たちは、この新しい技術が、現在最も有望と考えられている超伝導およびトラップされたイオン量子コンピューターのノイズ関連の電力制限を克服すると信じています。
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