Ілон Маск показав концепт тестової ракети Starship і розповів про перший запуск Dragon Crew
7 Січня , 2019
NASA планує провести випробування першого апарату планетарної оборони
8 Січня , 2019

Гібридні кубіти усувають одну з головних проблем на шляху створення практичних квантових комп’ютерів

Квантові комп’ютери, які використовують загадкові ефекти квантової механіки для виконання обчислювальних операцій, вже давно вважаються перспективною заміною традиційних комп’ютерів. Квантові біти, кубіти, які можуть перебувати в більшій кількості станів, ніж біти звичайного комп’ютера, забезпечать квантовим комп’ютерам таку продуктивність, що на певних видах завдань навіть найпотужніші із сучасних суперкомп’ютерів будуть виглядати подібно першим калькуляторам в порівнянні з ними. Однак, ці ж самі кубіти є джерелом проблем, які перешкоджають швидкій появі масштабованих квантових комп’ютерів. Ці кубіти, одночасно повинні бути достатньо малі, вони повинні забезпечувати швидкий час запису (ініціалізації стану), читання і максимально довгий період зберігання квантової інформації.
У 1998 році Даніель Лосс (Daniel Loss), працюючи спільно з Девідом ДіВінчензо (David DiVincenzo) з компанії IBM, придумав новий тип кубітів, основою яких є спін (момент обертання) електронів. Пізніше вченими були запропоновані й інші варіанти реалізації кубітів, але варіант Лосс і ДіВінчензо виявився найбільш підходящим для практичної реалізації, адже “штучні атоми” цих кубітів можна виготовляти за допомогою традиційних технологій виробництва напівпровідникових пристроїв. Однак, у спінових кубітів є і зворотна сторона,- для ініціалізації зчитування з них інформації потрібен досить тривалий час, що зводить нанівець всі переваги, включаючи і високу стабільність – можливість зберігання інформації до того моменту, поки стан кубіта не зруйнується під дією явища квантової декогеренції.
Вирішення вищезгаданої проблеми було знайдено групою вчених з японського дослідницького центру RIKEN. Цим рішенням став гібридний квантовий логічний елемент, в якому використані кубіти двох кардинально різних типів. Першим типом, звісно, є спіновий кубіт Лосс-ДіВінчензо, що має високий час декогеренції. Другим видом кубіта став так званий сінглет-триплет кубіт (singlet-triplet qubit), який не може похвалитися тривалим часом зберігання інформації, проте, забезпечує високу швидкість ініціалізації і зчитування. Спінові стани двох типів кубітів у фазовому логічному елементі заплутані один з одним і в результаті цей логічний елемент демонструє тільки позитивні властивості, успадковані ним від двох типів кубітів.
В результаті, новий квантовий логічний елемент має одночасно високу стабільність і високу швидкість запису і читання інформації, а його малі розміри дозволять в майбутньому вміщати велику кількість таких кубітів на кристалі одного квантового процесора.

“Створивши новий квантовий логічний елемент, ми продемонстрували, що різні типи квантових точок і кубітів можуть бути об’єднані в єдиний пристрій, що, в свою чергу, дозволяє обійти фундаментальні обмеження одного з окремо взятих типів кубітів. Ми сподіваємося, що отримані нами результати дозволять незабаром приступити до створення реальних масштабованих квантових комп’ютерів” – пишуть дослідники.

Джерело

LEU
LEU
Головний редактор сайту uaengineer.com.ua

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: