Elementele centrale ale unui nou tip de computer cuantic sunt atomii magnetici din clasa așa-numitelor
În drum spre calculatoarele cuantice inițialeCerința este de a crea așa-numiții biți cuantici sau qubiți - biți de memorie care, spre deosebire de biții clasici, pot prelua nu numai valorile binare de zero și unu, ci și orice combinație arbitrară.
„Acest lucru face posibil un tip complet nou de calcul și procesare a datelor, care pentru aplicații specifice înseamnă o accelerare uriașă a puterii de calcul.”
Cercetătorul PSI Manuel Grimm.
Fizicienii descriu modul în care biți logici și fundamentaleoperațiunile computerizate cu acestea pot fi implementate într-un solid magnetic: qubiții vor fi localizați pe atomii individuali din clasa elementelor pământurilor rare, încorporați în rețeaua cristalină a materialului principal.
Bazat pe legile fizicii cuantice, cercetătoriia calculat că spinul nuclear al atomilor de pământ rari ar fi potrivit pentru utilizare ca purtător de informații, adică qubiți. Ei sugerează, de asemenea, că impulsurile laser țintite ar putea transmite instantaneu informații către electronii unui atom și astfel să activeze qubiții, făcând ca informațiile lor să devină vizibile pentru atomii din jur.
Două astfel de qubituri activate interacționeazăîntre ele și astfel pot fi „încurcate”. Încâlcirea este o proprietate specială a sistemelor cuantice de mai multe particule sau qubits, care este importantă pentru calculatoarele cuantice: rezultatul măsurării unui qubit depinde în mod direct de rezultatele măsurării altor qubituri și invers.
Cercetătorii demonstrează modul în care pot fi acești qubitssă fie utilizat pentru a crea porți logice, în principal porți de control cu o valoare „NU” (porți CNOT). Porțile logice sunt elementele de bază pe care computerele clasice le folosesc și pentru efectuarea calculelor. Dacă combinați un număr suficient de astfel de porți CNOT, precum și un număr suficient de porți de un qubit, devine posibilă orice operație de calcul imaginabilă. Astfel, ele formează coloana vertebrală a computerelor cuantice.
Nu este prima dată când oamenii de știință propunfolosiți porți logice cuantice. Cu toate acestea, această metodă de activare și încurcare a qubiturilor are un avantaj decisiv față de propunerile comparabile anterioare: este de cel puțin zece ori mai rapidă.
Un alt avantaj nu este numaiviteza cu care un computer cuantic bazat pe acest concept poate efectua calcule și, mai ales, aceasta se referă la susceptibilitatea sistemului la erori.
Qubit-urile nu sunt foarte stabile.Dacă procesele de încurcare sunt prea lente, există o mare probabilitate ca unii dintre qubits să își piardă informațiile între timp. De fapt, cercetătorii PSI au descoperit o modalitate de a construi un computer cuantic nu numai de cel puțin zece ori mai rapid decât sistemele comparabile, dar și mai puțin predispuse la erori în același factor.
Citește și:
Luna lui Saturn, Titan, este remarcabil de asemănătoare cu Pământul. Ce planuri are omenirea pentru asta?
Avortul și știința: ce se va întâmpla cu copiii care vor naște.
O treime dintre cei care și-au revenit din COVID-19 se întorc la spital. Fiecare a opta persoană moare.
Un număr mare de balene cenușii au început să moară de foame și să moară în Oceanul Pacific.