به دام انداختن یونها با میدانهای مغناطیسی و الکتریکی ساکن به جای میدان الکترومغناطیسی نوسانی میتواند استفاده از یونها را بهعنوان بلوکهای سازنده رایانههای کوانتومی آسانتر کند. این رویکرد جدید که توسط محققان در ETH زوریخ در سوئیس، امکان کنترل بهتر وضعیت و موقعیت کوانتومی یک یون را فراهم میکند و گامی مهم در جهت افزایش مقیاس یونهای به دام افتاده بهعنوان بستری برای محاسبات کوانتومی است.
کامپیوترهای کوانتومی می توانند در برخی مشکلات از کامپیوترهای کلاسیک بهتر عمل کنند. با این حال، تحقق پتانسیل کامل آنها به ماشین هایی نیاز دارد که می توانند حدود 1 میلیون بیت کوانتومی (کیوبیت) را دستکاری کنند. این نسبت به بزرگترین پردازندههای کوانتومی امروزی بیشتر است، و افزایش مقیاس چالش برانگیز است زیرا تولید و کنترل کیوبیتها با افزایش تعدادشان دشوارتر میشود.
به عنوان مثال، یونهایی که به عنوان کیوبیت در پردازندههای کوانتومی یون به دام افتاده استفاده میشوند، معمولاً توسط میدانهای الکترومغناطیسی نوسانی در فرکانسهای رادیویی (RF) در جای خود نگه داشته میشوند و حالتهای کوانتومی آنها با پالسهای نور لیزر کنترل و خوانده میشوند. این به خوبی برای 30 کیوبیت کار می کند، اما مقیاس بندی به اعداد بالاتر مشکل است. ترکیب میدانهای RF در فضای کوچک یک تراشه چالش برانگیز است و میدانها همچنین تله را گرم میکنند و رفتار کوانتومی یونها را مختل میکنند. یک مشکل دیگر این است که ساختار میدان های RF مکان های تله را به یک شبکه خطی محدود می کند.
تله های پنینگ
تیم ETH این مشکلات را با تغییر به نوعی تله که به طور سنتی برای محدود کردن یونها برای کاربردهایی مانند طیفسنجی دقیق و شبیهسازی کوانتومی استفاده میشود، برطرف کرد. این به اصطلاح تلههای پنینگ، میدانهای RF را با میدانهای مغناطیسی استاتیک قوی جایگزین میکنند که گرما را از بین میبرد و محدودیتهای پیکربندی تله را حذف میکند. با این حال، میدان های مغناطیسی قوی چالش های خاص خود را به همراه دارد. وجود آنها فاصله بین حالتهای انرژی یونها را افزایش میدهد و کنترل این حالتها را با نور لیزرهای ساده و ارزان دیود سختتر میکند. آهنرباهای ابررسانایی که آنها را تولید می کنند نیز حجیم هستند و نور لیزر باید به اطراف آنها هدایت شود.
برای غلبه بر این چالش ها، محققان ETH تله پنینگ خود را با قرار دادن یک تراشه ریز ساخته شده (تولید شده توسط همکاران در دانشگاه لایبنیتز در هانوفر آلمان) با چندین الکترود در داخل یک آهنربای ابررسانا 3 تسلا ساختند. سیستمی از آینه ها پرتوهای لیزر قفل شده فاز را از طریق آهنربا به یون ها هدایت می کند و کل مجموعه در خلاء قرار می گیرد و به صورت برودتی خنک می شود.
این یک تله است!
تله جدید انتظارات را برآورده کرد و یک یون را برای چند روز محدود کرد و به محققان ETH کنترل کامل بر حرکت و موقعیت آن داد (تصویر را ببینید). برای آزمایش دوام این مجموعه برای محاسبات کوانتومی، تیم زمان انسجام یون - یعنی مدت زمانی که در حالت کوانتومی باقی میماند - اندازهگیری کردند و نشان دادند که این زمان بیشتر از زمان لازم برای انجام یک عملیات کوانتومی است. آنها همچنین نشان دادند که لیزرها می توانند حالت های انرژی یون را بدون برهم زدن برهم نهی کوانتومی آن کنترل کنند. این قابلیت ایجاد حالت های درهم تنیده بین کیوبیت های مختلف و در نتیجه انجام محاسبات کوانتومی را ممکن می سازد.
کیوبیت حفره ابررسانای جدید، محدودیتهای انسجام کوانتومی را پیش میبرد
پیتر زولریک فیزیکدان از دانشگاه اینسبروک اتریش که در این پروژه شرکت نداشت، تله میکرو پنینگ با انتقال آسان یون را به عنوان "ایده ای نوآورانه و نوآورانه" توصیف می کند. او میافزاید که دیدن نوآوریهایی که برای آرایههای به دام افتاده از اتمهای خنثی استفاده میشوند که در معماریهای یونی به دام افتاده بهکار میروند، بسیار عالی است. با این حال، او اشاره می کند که قابلیت های تله تا کنون تنها برای یک یون نشان داده شده است. او میگوید، دیدن چگونگی مقیاسپذیری و عملکرد آن (به شکل وفاداری دروازه) با بسیاری از یونها، و مقایسه آن با رویکردهای جایگزین مانند تلههای سطحی یا مسیرهای مسابقه کوانتومی، جالب خواهد بود.
خانه جاناتان، رهبر تیم ETH، موافق است که افزودن یون های بیشتر مهم است. مراحل بعدی را می گوید دنیای فیزیک، "تلاش برای بارگذاری یون های متعدد و اجرای دروازه های چند کیوبیتی بین یون ها در مکان های تله جداگانه" خواهد بود.
این تحقیق در منتشر شده است طبیعت.
- محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
- PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
- PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
- PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
- منبع: https://physicsworld.com/a/new-ion-trapping-approach-could-help-quantum-computers-scale-up/
- :است
- :نه
- ][پ
- $UP
- 1
- 120
- 2024
- 30
- 58
- a
- AC
- اضافه کردن
- خطاب
- می افزاید:
- موافق است
- AL
- اجازه می دهد تا
- همچنین
- جایگزین
- مقدار
- an
- و
- برنامه های کاربردی
- اعمال می شود
- روش
- رویکردها
- معماری
- هستند
- دور و بر
- AS
- At
- اتریش
- BE
- زیرا
- شدن
- بوده
- رفتار
- بودن
- بهتر
- میان
- بیت
- سیاه پوست
- بلاک ها
- به ارمغان بیاورد
- بنا
- اما
- by
- CAN
- قابلیت های
- قابلیت
- معین
- چالش ها
- به چالش کشیدن
- ارزان
- تراشه
- دایره
- همکاران
- ترکیب
- محاسبه
- محاسبات
- کامپیوتر
- محاسبه
- پیکر بندی
- ساخته
- کنترل
- کنترل
- میتوانست
- ایجاد
- روز
- توصیف
- توسعه
- مختلف
- مشکل
- رقیق سازی
- دیود
- آسان تر
- ساده
- برقی
- حذف می شود
- انرژی
- تمام
- ETH
- مثال
- انتظارات
- بسیار
- رشته
- زمینه
- برای
- فرم
- تشکیل
- از جانب
- کامل
- بیشتر
- دروازه
- گیتس
- آلمان
- دادن
- بزرگ
- توری
- هدایت شده
- راهنما
- سخت تر
- آیا
- he
- کمک
- بالاتر
- چگونه
- اما
- HTML
- HTTPS
- تصویر
- مهم
- in
- افزایش
- افزایش
- فرد
- اطلاعات
- اول
- نوآوری
- ابتکاری
- داخل
- در عوض
- جالب
- گرفتار
- موضوع
- IT
- ITS
- JPG
- نگه داشته شد
- بزرگترین
- لیزر
- لیزر
- رهبر
- سبک
- محدودیت
- خطی
- بار
- محل
- مکان
- آرم
- دیگر
- ماشین آلات
- آهن ربا
- ساخت
- باعث می شود
- ساخت
- بسیاری
- حداکثر عرض
- میلیون
- بیش
- حرکت
- جنبش
- چندگانه
- طبیعت
- نیازهای
- خنثی
- جدید
- بعد
- تعداد
- of
- on
- آنهایی که
- فقط
- عمل
- or
- سفارشات
- دیگر
- خارج
- بهتر از
- روی
- غلبه بر
- خود
- انجام
- انجام می دهد
- عکس
- فیزیکدان
- فیزیک
- دنیای فیزیک
- محل
- دادن
- سکو
- افلاطون
- هوش داده افلاطون
- PlatoData
- نقطه
- نقطه
- موقعیت
- موقعیت
- ممکن
- پتانسیل
- دقت
- حضور
- مشکل
- مشکلات
- پردازنده ها
- تولید کردن
- ساخته
- پروژه
- محافظ
- منتشر شده
- هل می دهد
- کوانتومی
- کامپیوترهای کوانتومی
- محاسبات کوانتومی
- ترکیب کوانتومی
- Qubit
- کیوبیت
- رادیو
- خواندن
- تحقق
- قرمز
- بقایای
- حذف می کند
- مکرر
- به طور مکرر
- جایگزین کردن
- نیاز
- ضروری
- تحقیق
- محققان
- محدودیت های
- s
- می گوید:
- مقیاس
- مقیاس ها
- مقیاس گذاری
- دیدن
- جداگانه
- دنباله
- چند
- نشان داد
- نمایش
- نشان داده شده
- ساده
- شبیه سازی
- تنها
- کوچک
- So
- تا حالا
- فضا
- طیف سنجی
- راه افتادن
- دولت
- ایالات
- ایستا
- گام
- مراحل
- قوی
- ساختار
- چنین
- ابررسانا
- برهم نهی
- سطح
- سویس
- سیستم
- تیم
- می گوید
- تسلا
- آزمون
- نسبت به
- که
- La
- شان
- آنها
- از این رو
- اینها
- آنها
- این
- از طریق
- کوچک
- زمان
- بار
- به
- امروز
- طرف
- به طور سنتی
- حمل و نقل
- به دام افتاده
- به دام انداختن
- تله
- درست
- نوع
- دانشگاه
- استفاده کنید
- استفاده
- معمولا
- خلاء
- زنده ماندن
- بود
- وب سایت
- خوب
- که
- سفید
- WHO
- اراده
- با
- بدون
- با این نسخهها کار
- جهان
- زفیرنت