สร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ "ก้าวข้ามระบบเลขฐานสอง"

นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยอินส์บรุคใช้แคลเซียมไอออนที่จับมาเพื่อสร้างคอมพิวเตอร์ แต่ละ

อะตอมเหล่านี้มีสถานะแปดสถานะ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ใช้มากถึงเจ็ดสถานะในการคำนวณ

การทำงานของคอมพิวเตอร์ที่มีอยู่ทั้งหมดจะขึ้นอยู่กับระบบไบนารี ข้อมูลถูกจัดเก็บในรูปแบบของศูนย์และหนึ่ง และการคำนวณทั้งหมดจะดำเนินการในระบบเลขฐานสอง วิธีการที่คล้ายกันนี้ใช้เพื่อสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัม ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Physics นักวิทยาศาสตร์ได้แสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้ที่จะก้าวข้ามข้อจำกัดนี้โดยการใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติควอนตัมของอะตอม

การสร้างบล็อคทางกายภาพของคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำได้มากกว่าแค่ศูนย์และหนึ่ง ข้อจำกัดของระบบไบนารีทำให้คอมพิวเตอร์เหล่านี้ไม่มีศักยภาพที่แท้จริง

Martin Ringbauer นักฟิสิกส์จาก University of Innsbruck และผู้เขียนร่วมของงานนี้

นักวิทยาศาสตร์ได้ออกแบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมเช่นนี้ในลักษณะที่สามารถใช้ประโยชน์เต็มศักยภาพของอะตอม โดยใช้สถานะที่มีอยู่ทั้งหมดเป็น qudits (ตัวเลขควอนตัม) สำหรับการคำนวณ แคลเซียมไอออนที่ใช้สร้างอุปกรณ์นี้มีระดับพลังงานที่แตกต่างกันแปดระดับ 

นักฟิสิกส์ได้แสดงให้เห็นโดยออกฤทธิ์กับแคลเซียมไอออนการใช้เลเซอร์อินฟราเรดใกล้สามารถควบคุมสถานะพลังงานเหล่านี้ได้ นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้สถานะเหล่านี้ได้ถึงเจ็ดสถานะในการคำนวณ

รูปแบบการคำนวณใหม่ที่ปรับแต่งอย่างเหมาะสมที่สุดผู้เขียนศึกษากล่าวว่าอุปกรณ์ควอนตัม พวกเขาแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือเหมือนกับคอมพิวเตอร์ทั่วไปที่ทำงานในระบบเลขฐานสอง

นักฟิสิกส์สังเกตว่าการก้าวข้ามเลขฐานสองระบบช่วยปูทางให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีประสิทธิภาพมากขึ้น ด้วยการทำงานกับควิดิตมากขึ้น คอมพิวเตอร์ดังกล่าวสามารถบรรลุพลังการประมวลผลที่มากขึ้นโดยมีอนุภาคน้อยลง

ภาพหน้าปก: Harald Ritsch, Universität Innsbruck

อ่านเพิ่มเติม:

ทฤษฎีใหม่ที่น่าสนใจเกิดขึ้นว่าทำไมอารยธรรมมายาถึงล่มสลาย

เครื่องบินเหนือเสียงจะบินด้วยความเร็ว 2,000 กม. / ชม. และข้ามมหาสมุทรใน 3.5 ชั่วโมง

มีการค้นพบเฟสแปลก ๆ ที่ครอบครองสองมิติในคราวเดียว