Центральные элементы нового типа квантового компьютера — магнитные атомы из класса так называемых
На пути к квантовым компьютерам первоначальным требованием является создание так называемых квантовых битов или кубитов — битов памяти, которые могут, в отличие от классических битов, принимать не только двоичные значения нуля и единицы, но также любую произвольную комбинацию.
«Благодаря этому становится возможным совершенно новый вид вычислений и обработки данных , что для конкретных приложений означает огромное ускорение вычислительной мощности»
исследователь PSI Мануэль Гримм.
Физики описывают, как логические биты и основные компьютерные операции с ними могут быть реализованы в магнитном твердом теле: кубиты будут располагаться на отдельных атомах из класса редкоземельных элементов, встроенных в кристаллическую решетку основного материала.
На основе законов квантовой физики исследователи подсчитали, что ядерный спин редкоземельных атомов будет пригоден для использования в качестве носителя информации, то есть кубитов. Они также предполагают, что прицельные лазерные импульсы могут мгновенно передавать информацию электронам атома и, таким образом, активировать кубиты, в результате чего их информация становится видимой для окружающих атомов.
Två sådana aktiverade qubits interagerarmed varandra och därmed kan ”intrasslas”. Entanglement är en speciell egenskap hos kvantsystem av flera partiklar eller qubits, vilket är viktigt för kvantdatorer: resultatet av att mäta en qubit beror direkt på resultaten av att mäta andra qubits, och vice versa.
Forskare visar hur dessa qubits kananvändas för att skapa logiska grindar, främst styra grindar med ett "INTE" -värde (CNOT-grindar). Logiska grindar är de grundläggande byggstenarna som klassiska datorer också använder för att utföra beräkning. Om du kombinerar ett tillräckligt antal sådana CNOT-grindar, liksom ett tillräckligt antal en-qubit-grindar, blir alla tänkbara beräkningsoperationer möjliga. Således utgör de ryggraden i kvantdatorer.
Det är inte första gången som forskare föreslåranvända kvantlogiska grindar. Denna metod för att aktivera och sammanfoga qubits har dock en avgörande fördel jämfört med tidigare jämförbara förslag: den är minst tio gånger snabbare.
Еще одно преимущество заключается не только в скорости, с которой квантовый компьютер, основанный на этой концепции, может производить вычисления, а прежде всего, это касается подверженности системы ошибкам.
Qubits är inte särskilt stabila.Om intrasslingsprocesserna är för långsamma är det stor sannolikhet att några av qubits kommer att förlora sin information under tiden. Faktum är att PSI-forskare har upptäckt ett sätt att bygga en kvantdator, inte bara minst tio gånger snabbare än jämförbara system, utan också mindre benägna för fel i samma faktor.
Läs också:
Saturnus måne Titan liknar anmärkningsvärt jorden. Vilka planer har mänskligheten för det?
Abort och vetenskap: vad kommer att hända med barnen som kommer att föda.
En tredjedel av dem som har återhämtat sig från COVID-19 återvänder till sjukhuset. Var åttonde person dör.
Ett stort antal gråval började svälta och dö i Stilla havet.