Гибридные кубиты устраняют одну из главных проблем на пути создания практических квантовых компьютеров

Гибридный квантовый логический элемент


Квантовые компьютеры, которые используют загадочные эффекты квантовой механики для выполнения вычислительных операций, уже давно считаются перспективной заменой традиционным компьютерам. Квантовые биты, кубиты, которые могут находиться в большем количестве состояний, нежели биты обычного компьютера, обеспечат квантовому компьютеру такую производительность, что на определенных видах задач даже самые мощные из современных суперкомпьютеров будут выглядеть подобно первым калькуляторам по сравнению с современными компьютерами. Однако, эти же самые кубиты являются источником проблем, которые препятствуют скорому появлению масштабируемых квантовых компьютеров. Они, эти кубиты, одновременно должны быть достаточно малы, они должны обеспечивать быстрое время записи (инициализации состояния), чтения и максимально долгий период хранения квантовой информации.

В 1998 году Даниэль Лосс (Daniel Loss), работая совместно с Дэвидом ДиВинчензо (David DiVincenzo) из компании IBM, придумал новый тип кубитов, основой которых является спин (момент вращения) электронов. Позже учеными были предложены и другие варианты реализации кубитов, но вариант Лосса и ДиВинчензо оказался самым подходящим для практической реализации, ведь "искусственные атомы" этих кубитов можно изготавливать при помощи традиционных технологий производства полупроводниковых устройств. Однако, у спиновых кубитов имеется и обратная сторона, для их инициализации и чтения из них информации требуется достаточно длительное время, которое сводит на нет все их преимущества, включая и высокую стабильность - возможность хранения информации до того момента, пока состояние кубита не разрушится под воздействием явления квантовой декогеренции.

Решение вышеупомянутой проблемы было найдено группой ученых из японского исследовательского центра RIKEN. Этим решением стал гибридный квантовый логический элемент, в котором использованы кубиты двух кардинально разных типов. Первым типом, естественно, является спиновый кубит Лосса-ДиВинчензо, имеющий высокое время декогеренции. Вторым видом кубита стал так называемый синглет-триплет кубит (singlet-triplet qubit), который не может похвастаться долгим временем хранения информации но который, зато, обеспечивает высокую скорость инициализации и считывания. Спиновые состояния двух типов кубитов в фазовом логическом элементе запутаны друг с другом и в результате этот логический элемент демонстрирует только положительные свойства, унаследованные им от двух типов кубитов.

В результате всего этого, новый квантовый логический элемент обладает одновременно высокой стабильностью и высокой скоростью записи и чтения информации, а его малые размеры позволят в будущем умещать большое количество таких кубитов на кристалле одного квантового процессора. "Создав новый квантовый логический элемент, мы продемонстрировали, что различные типы квантовых точек и кубитов могут быть объединены в единое устройство, что, в свою очередь, позволяет обойти фундаментальные ограничения одного из отдельно взятых типов кубитов. Мы надеемся, что полученные нами результаты позволят в скором времени приступить к созданию реальных масштабируемых квантовых компьютеров" - пишут исследователи.




Ключевые слова:
Кубит, Размер, Время, Запись, Инициализация, Чтение, Хранение, Декогеренция, Спин, Гибридный, Логический, Элемент

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Исследователи продемонстрировали работоспособный элемент Тоффоли, реализова ...
  • Компания Intel начинает разработку кремниевых кубитов, которые станут основ ...
  • Созданы первые квантовые базовые логические элементы на основе кремния
  • Квантовый скачок - ученые IBM заложили основу для практической реализации м ...
  • Матрица из пяти сверхпроводящих кубитов - прототип будущего квантового проц ...

  • сегодня все покупают дипломы через интернет, вот надежный сайт kupit-diplom-attestat.com . summertime saga 0.18


    9 января 2019 19:24
    #1 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1519
    Интересно, что предпринимают военные для защиты информации в связи с приближением квантовых вычислений.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.