De centrale elementen van een nieuw type kwantumcomputer zijn magnetische atomen uit de klasse van de zogenaamde
Op weg naar de eerste kwantumcomputersDe vereiste is om zogenaamde quantumbits of qubits te creëren: geheugenbits die, in tegenstelling tot klassieke bits, niet alleen de binaire waarden nul en één kunnen aannemen, maar ook elke willekeurige combinatie.
“Dit maakt een compleet nieuw soort computer- en dataverwerking mogelijk, wat voor specifieke toepassingen een enorme versnelling van de rekenkracht betekent.”
PSI-onderzoeker Manuel Grimm.
Natuurkundigen beschrijven hoe logische bits en fundamenteel zijncomputerbewerkingen ermee kunnen worden geïmplementeerd in een magnetische vaste stof: qubits zullen zich bevinden op individuele atomen uit de klasse van zeldzame aardelementen, ingebouwd in het kristalrooster van het hoofdmateriaal.
Gebaseerd op de wetten van de kwantumfysica, onderzoekersberekende dat de kernspin van zeldzame aardatomen geschikt zou zijn voor gebruik als informatiedrager, dat wil zeggen qubits. Ze suggereren ook dat gerichte laserpulsen onmiddellijk informatie naar de elektronen van een atoom kunnen overbrengen en zo qubits kunnen activeren, waardoor hun informatie zichtbaar wordt voor omringende atomen.
Twee van dergelijke geactiveerde qubits werken samenmet elkaar en kunnen dus “verstrengeld” zijn. Verstrengeling is een speciale eigenschap van kwantumsystemen van meerdere deeltjes of qubits, wat belangrijk is voor kwantumcomputers: het resultaat van het meten van één qubit is direct afhankelijk van de resultaten van het meten van andere qubits, en vice versa.
Onderzoekers laten zien hoe deze qubits kunnenworden gebruikt om logische poorten te creëren, voornamelijk gecontroleerde poorten met een "NOT" -waarde (CNOT-poorten). Logische poorten zijn de basisbouwstenen die klassieke computers ook gebruiken om berekeningen uit te voeren. Als je een voldoende aantal van dergelijke CNOT-poorten combineert, evenals een voldoende aantal één-qubit-poorten, wordt elke denkbare rekenkundige bewerking mogelijk. Ze vormen dus de ruggengraat van kwantumcomputers.
Dit is niet de eerste keer dat wetenschappers een voorstel hebben gedaangebruik kwantumlogische poorten. Deze methode om qubits te activeren en te verstrengelen heeft echter een doorslaggevend voordeel ten opzichte van eerdere vergelijkbare voorstellen: het is minstens tien keer sneller.
Een ander voordeel is niet alleende snelheid waarmee een quantumcomputer op basis van dit concept berekeningen kan uitvoeren, en vooral gaat het om de foutgevoeligheid van het systeem.
Qubits zijn niet erg stabiel.Als de verstrengelingsprocessen te traag verlopen, is de kans groot dat sommige qubits in de tussentijd hun informatie verliezen. PSI-onderzoekers hebben zelfs een manier gevonden om een kwantumcomputer niet alleen minstens tien keer sneller te bouwen dan vergelijkbare systemen, maar ook minder vatbaar voor fouten in dezelfde factor.
Lees ook:
Saturnusmaan Titan lijkt opmerkelijk veel op de aarde. Welke plannen heeft de mensheid ermee?
Abortus en wetenschap: wat gebeurt er met de kinderen die zullen bevallen.
Een derde van degenen die hersteld zijn van COVID-19 keert terug naar het ziekenhuis. Elke achtste sterft.
Grote aantallen grijze walvissen begonnen te verhongeren en stierven in de Stille Oceaan.