De sentrale elementene i en ny type kvantedatamaskiner er magnetiske atomer fra klassen av såkalte
På vei til innledende kvantedatamaskinerKravet er å lage såkalte kvantebiter eller qubits – minnebiter som, i motsetning til klassiske biter, kan ta på seg ikke bare de binære verdiene til null og én, men også en hvilken som helst vilkårlig kombinasjon.
"Dette muliggjør en helt ny type databehandling og databehandling, som for spesifikke applikasjoner betyr en enorm akselerasjon i datakraft."
PSI-forsker Manuel Grimm.
Fysikere beskriver hvordan logiske biter og grunnleggendedatamaskinoperasjoner med dem kan implementeres i et magnetisk fast stoff: qubits vil bli plassert på individuelle atomer fra klassen av sjeldne jordartselementer, innebygd i krystallgitteret til hovedmaterialet.
Basert på kvantefysikkens lover, forskereberegnet at kjernefysiske spinn av sjeldne jordartsatomer ville være egnet for bruk som en informasjonsbærer, det vil si qubits. De foreslår også at målrettede laserpulser umiddelbart kan overføre informasjon til et atoms elektroner og dermed aktivere qubits, noe som får informasjonen deres til å bli synlig for omkringliggende atomer.
To slike aktiverte qubits samhandlermed hverandre og dermed kan "vikles inn". Entanglement er en spesiell egenskap for kvantesystemer av flere partikler eller qubits, noe som er viktig for kvantecomputere: resultatet av å måle en qubit avhenger direkte av resultatene av måling av andre qubits, og omvendt.
Forskere demonstrerer hvordan disse qubits kanbrukes til å lage logiske porter, primært kontrollere porter med en "IKKE" -verdi (CNOT-porter). Logiske porter er de grunnleggende byggesteinene som klassiske datamaskiner også bruker for å utføre beregning. Hvis du kombinerer et tilstrekkelig antall slike CNOT-porter, samt et tilstrekkelig antall en-qubit-porter, blir enhver tenkelig beregningsoperasjon mulig. Dermed danner de ryggraden i kvantecomputere.
Dette er ikke første gang forskere foreslårbruke kvantelogiske porter. Imidlertid har denne metoden for å aktivere og vikle sammen qubits en avgjørende fordel i forhold til tidligere sammenlignbare forslag: den er minst ti ganger raskere.
En annen fordel er ikke barehastigheten som en kvantedatamaskin basert på dette konseptet kan utføre beregninger med, og fremfor alt gjelder dette systemets mottakelighet for feil.
Qubits er ikke veldig stabile.Hvis innviklingsprosessene er for sakte, er det stor sannsynlighet for at noen av qubits vil miste informasjonen sin i mellomtiden. Faktisk har PSI-forskere oppdaget en måte å bygge en kvantecomputer ikke bare minst ti ganger raskere enn sammenlignbare systemer, men også mindre utsatt for feil i samme faktor.
Les også:
Saturns måne Titan er bemerkelsesverdig lik jorden. Hvilke planer har menneskeheten for det?
Abort og vitenskap: hva vil skje med barna som skal føde.
En tredjedel av dem som har kommet seg etter COVID-19, kommer tilbake til sykehuset. Hver åttende person dør.
Et stort antall gråhvaler begynte å sulte og dø i Stillehavet.