Medan i konventionella datorer är informationsenheterna binära siffror eller bitar, i kvantum
Information om en qubit kan bära en visskännetecknande för denna partikel (till exempel elektronsnurr eller fotonpolarisering), som kan ha två tillstånd. Även om de normala bitvärdena är 0 eller 1, är mellanversioner av dessa värden också möjliga i kvantbiten. Mellantillståndet kallas superposition. Den här egenskapen ger kvantdatorer möjligheten att lösa problem
Forskare vid Tartu Institute of PhysicsUniversitetet har visat att mikrokristaller syntetiserade på basis av blandade optiska kristallmatriser av fluorider dopade med erbium, praseodymium och några andra sällsynta jordjoner kan fungera som qubits, vilket ger ultrasnabb optisk kvantberäkning.
”När man väljer joner, deraselektroniska tillstånd med mycket olika egenskaper. De måste ha minst två tillstånd där joninteraktionen är mycket svag. Dessa tillstånd är lämpliga för grundläggande kvantlogikoperationer på individuella kvantbitar. Dessutom behövs ett eller flera tillstånd där joninteraktionen är stark - de tillåter att kvantlogiska operationer kan utföras på två eller flera qubits. Alla dessa tillstånd måste ha lång livslängd (milli- eller mikrosekunder), och optiska övergångar måste tillåtas mellan dessa tillstånd.”
Professor Vladimir Khizhnyakov, ledamot av Estlands vetenskapsakademi
Forskare säger att upptäckten av sådanaelektroniska tillstånd av sällsynta jordarts joner ansågs inte vara möjliga, och därför letade forskare inte bland dem efter sådana tillstånd som var lämpliga för qubits. Fram till nu har huvudsakligen spinntillstånden i atomkärnor studerats för rollen som qubits. Men deras frekvens är en miljon gånger lägre än frekvensen för kvantbitar. Det är därför kvantdatorer är byggda kring dessa qubits. Och de kommer att vara betydligt långsammare än datorer med kvantbitar baserade på elektroniska tillstånd.
Ultrasnabb arbetscykel gör att du kan övervinnaett av de största hindren för skapandet av kvantdatorer. Qubits är mycket känsliga för sin miljö, så all störning från miljön kan leda till fel i kvantberäkningen.
"Koherenstiden för qubits, det vill sägaVaraktigheten av ett rent kvanttillstånd är mycket kort. Ju snabbare beräkningscykeln är, desto mindre störning från omgivningen i driften av qubits."
Professor Vladimir Khizhnyakov, ledamot av Estlands vetenskapsakademi
Det visade sig att spektralförbränningsmetodenhål, som tidigare utvecklats vid Institute of Physics vid University of Tartu, kan användas för att välja en uppsättning qubits i en mikrokristall som fungerar som en datorinstans. Enligt Khizhnyakov är detta idag en av de mest kraftfulla metoderna för optisk spektroskopi, vilket gör att du kan hitta de joner i en mikrokristall som är mest lämpliga för användning som dator-qubits.
Men innan en riktig fungerande kvantdatorär fortfarande långt borta, men forskare vid Laser Spectroscopy Laboratory vid University of Tartu har börjat skapa en pilotprototyp av en kvantdator baserat på den nya metoden. Enligt forskarna är de inför presentationen av arbetet med de grundläggande elementen i en ny typ av kvantdator.
Läs också:
Jorden kommer att nå en kritisk temperatur om 20 år.
Abort och vetenskap: vad kommer att hända med barnen som kommer att föda.
Den äldsta bergkonsten i världen hittades.
Argentinas hälsovårdsministerium avslöjade uppgifter om biverkningar hos dem som fick Sputnik V.