新しいタイプの量子コンピューターの中心要素は、いわゆる量子コンピューターのクラスの磁性原子です。
初期の量子コンピューターへの道中要件は、いわゆる量子ビットまたは量子ビットを作成することです。これは、古典的なビットとは異なり、0 と 1 の 2 進値だけでなく、任意の組み合わせも取ることができるメモリ ビットです。
「これにより、全く新しい種類のコンピューティングとデータ処理が可能になり、特定のアプリケーションにとってはコンピューティング能力の大幅な加速を意味します。」
PSI研究者のマヌエル・グリム氏は言う。
物理学者は、論理ビットと基本要素がどのように機能するかを説明します。量子ビットを使用したコンピューター操作は、磁性固体内で実装できます。量子ビットは、主材料の結晶格子に組み込まれた、希土類元素のクラスの個々の原子上に配置されます。
研究者たちは量子物理学の法則に基づいて、は、希土類原子の核スピンが情報媒体、つまり量子ビットとしての使用に適していると計算しました。彼らはまた、標的を絞ったレーザーパルスが情報を原子の電子に即座に伝達し、それによって量子ビットを活性化し、その情報が周囲の原子に見えるようになる可能性があることを示唆している。
2つのそのような活性化されたキュービットは相互作用します互いに絡み合うため、「絡み合う」ことができます。エンタングルメントは、いくつかの粒子またはキュービットの量子システムの特別な特性であり、量子コンピューターにとって重要です。1つのキュービットを測定した結果は、他のキュービットを測定した結果に直接依存します。逆もまた同様です。
研究者は、これらのキュービットがどのようにできるかを示しています論理ゲート、主に「NOT」値を持つ制御ゲート（CNOTゲート）を作成するために使用されます。論理ゲートは、古典的なコンピューターが計算を実行するためにも使用する基本的な構成要素です。十分な数のそのようなCNOTゲートと、十分な数の1キュービットゲートを組み合わせると、考えられるあらゆる計算操作が可能になります。したがって、それらは量子コンピューターのバックボーンを形成します。
科学者が提案したのはこれが初めてではありません量子論理ゲートを使用します。ただし、キュービットをアクティブ化して絡み合わせるこの方法には、以前の同等の提案に比べて決定的な利点があります。少なくとも10倍高速です。
もう一つのメリットはそれだけではなく、この概念に基づいた量子コンピューターが計算を実行できる速度、そして何よりも、これはシステムのエラーの受けやすさに関係します。
量子ビットはあまり安定していません。エンタングルメントプロセスが遅すぎると、その間に一部のキュービットが情報を失う可能性が高くなります。実際、PSIの研究者は、同等のシステムよりも少なくとも10倍高速であるだけでなく、同じ要因でエラーが発生しにくい量子コンピューターを構築する方法を発見しました。
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