Ioonide püüdmine võnkuva elektromagnetvälja asemel staatiliste magnet- ja elektriväljadega võib hõlbustada ioonide kasutamist kvantarvutite ehitusplokkidena. Uus lähenemisviis, mille töötasid välja teadlased aadressil ETH Zürich Šveitsis võimaldab paremini kontrollida iooni kvantolekut ja -asendit ning on oluline samm lõksus olevate ioonide suurendamisel kvantarvutuste platvormina.
Kvantarvutid võivad teatud probleemide korral ületada klassikalisi. Nende täieliku potentsiaali realiseerimiseks on aga vaja masinaid, mis suudavad manipuleerida umbes 1 miljoni kvantbitiga (kubitiga). Seda on suurusjärgu võrra rohkem kui tänapäeva suurimatel kvantprotsessoritel ja selle suurendamine on keeruline, sest kubitite tootmine ja juhtimine muutub nende arvu suurenedes keerulisemaks.
Näiteks püütud ioonide kvantprotsessorites kubitidena kasutatavaid ioone hoiavad tavaliselt paigal raadiosagedustel (RF) võnkuvad elektromagnetväljad ning nende kvantolekuid juhitakse ja loetakse laservalguse impulssidega. See töötab hästi kuni 30 kubiti puhul, kuid suurematele numbritele skaleerimine on keeruline. RF-väljade kombineerimine ühe kiibi väikeses ruumis on keeruline ja väljad soojendavad ka lõksu, häirides ioonide kvantkäitumist. Täiendav probleem on see, et RF-väljade struktuur piirab lõksude asukohti lineaarse ruudustikuga.
Penning püünised
ETH meeskond lahendas need probleemid, lülitudes üle lõksutüübile, mida traditsiooniliselt kasutatakse ioonide piiramiseks sellistes rakendustes nagu täppisspektroskoopia ja kvantsimulatsioonid. Need niinimetatud Penningi lõksud asendavad RF väljad tugevate staatiliste magnetväljadega, mis välistab kuumutamise ja eemaldab lõksu konfiguratsiooni piirangud. Tugevad magnetväljad toovad aga kaasa omad väljakutsed. Nende olemasolu suurendab ioonide energiaolekute vahelist kaugust, muutes nende olekute kontrollimise lihtsate ja odavate dioodlaserite valgusega keerulisemaks. Neid tootvad ülijuhtivad magnetid on samuti mahukad ja nende ümber tuleb laservalgust juhtida.
Nendest väljakutsetest ülesaamiseks konstrueerisid ETH teadlased oma Penningi lõksu, asetades 3 Tesla ülijuhtivasse magnetisse mikrotöödeldud kiibi (toodetud kolleegide poolt Hannoveri Leibnizi ülikoolist Saksamaal) koos mitme elektroodiga. Peeglite süsteem juhib faasilukuga laserkiired läbi magneti ioonideni ning kogu seade asetatakse vaakumisse ja jahutatakse krüogeenselt.
See on lõks!
Uus lõks vastas ootustele, piirates ühe iooni mitmeks päevaks ja andes ETH teadlastele täieliku kontrolli selle liikumise ja asukoha üle (vt pilti). Seadistuse elujõulisuse testimiseks kvantarvutuse jaoks mõõtis meeskond iooni koherentsusaega – st aega, mille jooksul see kvantseisundis püsib – ja näitas, et see oli pikem kui kvanttoimingu sooritamiseks kuluv aeg. Samuti näitasid nad, et laserid suudavad kontrollida iooni energiaseisundeid ilma selle kvantsuperpositsiooni häirimata. See võimalus võimaldab luua erinevate kubitide vahel põimunud olekuid ja seetõttu teostada kvantarvutusi.
Uudne ülijuhtiva õõnsuse kubit nihutab kvantsidususe piire
Peter zollerAustria Innsbrucki ülikooli füüsik, kes selles projektis ei osalenud, kirjeldab lihtsa ioonitranspordiga mikro-Penningi lõksu kui "värskendavat ja uuenduslikku ideed". Ta lisab, et on suurepärane näha uuendusi, mida kasutatakse lõksus neutraalsete aatomite massiivide jaoks, mida rakendatakse püütud ioonide arhitektuuridele. Samas juhib ta tähelepanu sellele, et lõksu võimeid on seni näidatud vaid ühe iooni puhul. Tema sõnul on huvitav näha, kuidas see mastaabib ja toimib (värava täpsuse kujul) paljude ioonidega ning kuidas seda võrrelda alternatiivsete lähenemisviisidega, nagu pinnalõksud või kvantrallirajad.
Jonathani kodu, ETH meeskonna juht, nõustub, et ioonide lisamine on oluline. Järgmised sammud, ütleb ta Füüsika maailm, "Proovige laadida mitut iooni ja teha ioonide vahel mitme kubiidiga väravaid eraldi lõksukohtades".
Uuring on avaldatud aastal loodus.
- SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
- PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
- PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
- PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
- PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
- Allikas: https://physicsworld.com/a/new-ion-trapping-approach-could-help-quantum-computers-scale-up/
- :on
- :mitte
- ][lk
- $ UP
- 1
- 120
- 2024
- 30
- 58
- a
- AC
- lisades
- adresseeritud
- Lisab
- nõustub
- AL
- võimaldab
- Ka
- alternatiiv
- summa
- an
- ja
- rakendused
- rakendatud
- lähenemine
- lähenemisviisid
- Arhitektuurid
- OLEME
- ümber
- AS
- At
- Austria
- BE
- sest
- muutuma
- olnud
- käitumine
- on
- Parem
- vahel
- bits
- Must
- Plokid
- tooma
- Ehitus
- kuid
- by
- CAN
- võimeid
- võime
- kindel
- väljakutseid
- raske
- odav
- kiip
- Ring
- kolleegidega
- kombineerimine
- arvutamine
- arvutused
- arvutid
- arvutustehnika
- konfiguratsioon
- ehitatud
- kontrollida
- kontrollitud
- võiks
- looma
- Päeva
- kirjeldab
- arenenud
- erinev
- raske
- lahjendus
- diood
- lihtsam
- lihtne
- Starter
- kõrvaldab
- energia
- Kogu
- ETH
- näide
- ootused
- kaugele
- väli
- Valdkonnad
- eest
- vorm
- moodustatud
- Alates
- täis
- edasi
- värav
- Gates
- Saksamaa
- andmine
- suur
- võre
- juhitud
- juhendid
- raskem
- Olema
- he
- aitama
- rohkem
- Kuidas
- aga
- HTML
- HTTPS
- pilt
- oluline
- in
- Suurendama
- Tõstab
- eraldi
- info
- esialgne
- uuendusi
- uuenduslik
- sees
- selle asemel
- huvitav
- seotud
- probleem
- IT
- ITS
- jpg
- hoitakse
- suurim
- laser
- laserid
- juht
- valgus
- piirid
- sirgjooneline
- koormus
- liising
- kohad
- logo
- enam
- masinad
- Magnetid
- tegema
- TEEB
- Tegemine
- palju
- max laiuse
- miljon
- rohkem
- liikuma
- liikumine
- mitmekordne
- loodus
- vajadustele
- Neutraalne
- Uus
- järgmine
- numbrid
- of
- on
- ones
- ainult
- töö
- or
- tellimuste
- Muu
- välja
- Edestama
- üle
- Ületada
- enda
- täitma
- täidab
- foto
- füüsik
- Füüsika
- Füüsika maailm
- Koht
- paigutamine
- inimesele
- Platon
- Platoni andmete intelligentsus
- PlatoData
- Punkt
- võrra
- positsioon
- positsioone
- võimalik
- potentsiaal
- Täpsus
- olemasolu
- Probleem
- probleeme
- töötlejad
- tootma
- Toodetud
- projekt
- Kaitsev
- avaldatud
- vajutab
- Kvant
- kvantarvutid
- kvantarvutus
- kvantsuperpositsioon
- qubit
- kubitid
- raadio
- Lugenud
- realiseerimisel
- Red
- jäänused
- eemaldab
- korduv
- KORDUVALT
- asendama
- nõudma
- nõutav
- teadustöö
- Teadlased
- piirangud
- s
- ütleb
- Skaala
- Kaalud
- ketendamine
- vaata
- eri
- Jada
- mitu
- näitas
- näidates
- näidatud
- lihtne
- simulatsioonid
- ühekordne
- väike
- So
- nii kaugel
- Ruum
- Spektroskoopia
- Käivitus
- riik
- Ühendriigid
- staatiline
- Samm
- Sammud
- tugev
- struktuur
- selline
- ülijuhtiv
- kihilisus
- Pind
- Šveits
- süsteem
- meeskond
- ütleb
- Teslal
- test
- kui
- et
- .
- oma
- Neile
- seetõttu
- Need
- nad
- see
- Läbi
- thumbnail
- aeg
- korda
- et
- tänane
- suunas
- traditsiooniliselt
- transportida
- lõksus
- püünisjahi
- püüniste
- tõsi
- tüüp
- Ülikool
- kasutama
- Kasutatud
- tavaliselt
- vaakum
- elujõulisus
- oli
- webp
- Hästi
- mis
- valge
- WHO
- will
- koos
- ilma
- töötab
- maailm
- sephyrnet