De fleste kvantecomputere bruger binær kodning til at lagre information i qubits - kvanteanalogen af klassiske bit 0 eller 1. Begrænsning af dem til binære systemer forhindrer disse enheder i at leve op til deres sande potentiale.
Med det i tankerne, et hold ledet af Thomas Monz ved Institut for Eksperimentel Fysik ved University of Innsbruck har med succes udviklet en kvantecomputer, der kan udføre vilkårlige beregninger med såkaldte kvantecifre (qudits).
Med ydeevne svarende til qubit kvanteprocessorer, muliggør denne tilgang den oprindelige simulering af højdimensionelle kvantesystemer og mere effektiv implementering af qubit-baserede algoritmer.
Denne nye kvantecomputer gemmer information i individuelle fangede calciumatomer. Hvert atom består af otte forskellige tilstande. Typisk bruges kun to af disse tilstande til at lagre information. Faktisk næsten alle eksisterende kvantecomputere har adgang til flere kvantetilstande, end de bruger til beregning.
Thomas Monz sagde, ”Næsten alle eksisterende kvantecomputere har adgang til flere kvantetilstande end de bruger til beregning. Vi udviklede en kvantecomputer, der kan bruge disse atomers fulde potentiale ved at beregne med qudits. I modsætning til det klassiske tilfælde gør brug af flere tilstande ikke computeren mindre pålidelig. Kvantesystemer har naturligvis mere end to tilstande, og vi viste, at vi kan kontrollere dem alle lige godt."
Martin Ringbauer, en eksperimentel fysiker fra Innsbruck, Østrig, sagde, "På den anden side er mange af de opgaver, der kræver kvantecomputere, såsom problemer i fysik, kemi eller materialevidenskab, også naturligt udtrykt i qudit-sproget. At omskrive dem til qubits kan ofte gøre dem for komplicerede til nutidens kvantecomputere. At arbejde med mere end nuller og etaller er meget naturligt, ikke kun for kvantecomputeren, men også for dens applikationer, hvilket giver os mulighed for at låse op for kvantesystemernes sande potentiale."
Journal Reference:
- Ringbauer, M., Meth, M., Postler, L. et al. En universel qudit kvanteprocessor med fangede ioner. Nat. Phys. (2022). DOI: 10.1038/s41567-022-01658-0
