Ionien vangitseminen staattisilla magneetti- ja sähkökentillä värähtelevän sähkömagneettisen kentän sijasta voisi helpottaa ionien käyttöä kvanttitietokoneiden rakennuspalikkaina. Uusi lähestymistapa, jonka tutkijat ovat kehittäneet osoitteessa ETH Zurich Sveitsissä mahdollistaa ionin kvanttitilan ja -paikan paremman hallinnan, ja se on tärkeä askel kohti loukkuun jääneiden ionien laajentamista kvanttilaskennan alustaksi.
Kvanttitietokoneet voivat ylittää klassiset tietokoneet tietyissä ongelmissa. Niiden täyden potentiaalin toteuttaminen vaatii kuitenkin koneita, jotka pystyvät manipuloimaan noin miljoonaa kvanttibittiä (kubittiä). Tämä on suuruusluokkaa enemmän kuin nykypäivän suurimmat kvanttiprosessorit, ja skaalaus on haastavaa, koska kubittien tuottaminen ja hallinta muuttuu vaikeammaksi niiden määrän kasvaessa.
Esimerkiksi radiotaajuuksilla (RF) värähtelevät sähkömagneettiset kentät pitävät ionit, joita käytetään kubitteina vangitun ionin kvanttiprosessoreissa, yleensä paikoillaan, ja niiden kvanttitiloja ohjataan ja luetaan laservalon pulsseilla. Tämä toimii hyvin jopa 30 kubitille, mutta skaalaus suurempiin lukuihin on hankalaa. RF-kenttien yhdistäminen yhden sirun pienessä tilassa on haastavaa, ja kentät myös lämmittävät ansaa häiriten ionien kvanttikäyttäytymistä. Lisäongelmana on se, että RF-kenttien rakenne rajoittaa erotinpaikat lineaariseen verkkoon.
Penning ansoja
ETH-tiimi ratkaisi nämä ongelmat siirtymällä sellaiseen ansaan, jota perinteisesti käytetään rajoittamaan ioneja sellaisissa sovelluksissa kuin tarkkuusspektroskopiassa ja kvanttisimulaatioissa. Nämä niin kutsutut Penning-loukut korvaavat RF-kentät vahvoilla staattisilla magneettikentillä, mikä eliminoi kuumenemisen ja poistaa rajoitukset ansojen konfiguraatiolta. Vahvat magneettikentät tuovat kuitenkin omat haasteensa. Niiden läsnäolo lisää ionien energiatilojen välistä etäisyyttä, mikä vaikeuttaa näiden tilojen hallintaa yksinkertaisten, halpojen diodilaserien valolla. Niitä tuottavat suprajohtavat magneetit ovat myös tilaa vieviä, ja laservaloa on ohjattava niiden ympärille.
Voittaakseen nämä haasteet ETH-tutkijat rakensivat Penning-ansansa asettamalla mikrovalmisteisen sirun (jota ovat valmistaneet kollegat Leibnizin yliopistossa Hannoverissa, Saksassa), jossa oli useita elektrodeja 3 Teslan suprajohtavan magneetin sisään. Peilijärjestelmä ohjaa vaihelukitut lasersäteet magneetin läpi ioneille, ja koko laitteisto asetetaan tyhjiöön ja jäähdytetään kryogeenisesti.
Se on ansa!
Uusi ansa täytti odotukset, rajasi yhden ionin useiksi päiviksi ja antoi ETH-tutkijoille täyden hallinnan sen liikkeestä ja sijainnista (katso kuva). Testaakseen laitteiston elinkelpoisuutta kvanttilaskentaa varten ryhmä mittasi ionin koherenssiaikaa - eli sen ajan, jonka se pysyy kvanttitilassa - ja osoitti, että tämä oli pidempi kuin kvanttioperaation suorittamiseen tarvittava aika. He osoittivat myös, että laserit pystyivät hallitsemaan ionin energiatiloja häiritsemättä sen kvantti superpositiota. Tämä ominaisuus mahdollistaa kietoutuneiden tilojen luomisen eri kubittien välille ja siten kvanttilaskentamisen.
Uusi suprajohtava onkalo-kubitti työntää kvanttikoherenssin rajoja
Peter zoller, fyysikko Innsbruckin yliopistosta, Itävallasta, joka ei ollut mukana tässä projektissa, kuvailee helposti ionikuljetuksella varustettua mikro-Penning-loukkua "virkistäväksi, innovatiiviseksi ideaksi". Hän lisää, että on hienoa nähdä, että neutraalien atomien loukkuun perustuvia innovaatioita sovelletaan loukkuun jääneisiin ioniarkkitehtuureihin. Hän kuitenkin huomauttaa, että ansan ominaisuudet on toistaiseksi osoitettu vain yhdelle ionille. Hän sanoo, että on mielenkiintoista nähdä, kuinka se skaalautuu ja toimii (porttitarkkuuden muodossa) monien ionien kanssa ja miten se vertaa vaihtoehtoisia lähestymistapoja, kuten pintaloukkuja tai kvanttikilparatoja.
Jonathan Home, ETH-ryhmän johtaja, on samaa mieltä siitä, että ionien lisääminen on tärkeää. Seuraavat vaiheet, hän kertoo Fysiikan maailma, on "yrittää ladata useita ioneja ja suorittaa monikubittisia portteja ionien välille erillisissä ansapaikoissa".
Tutkimus julkaistaan luonto.
- SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
- PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
- PlatoESG. hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
- PlatonHealth. Biotekniikan ja kliinisten kokeiden älykkyys. Pääsy tästä.
- Lähde: https://physicsworld.com/a/new-ion-trapping-approach-could-help-quantum-computers-scale-up/
- :On
- :ei
- ][s
- $ YLÖS
- 1
- 120
- 2024
- 30
- 58
- a
- AC
- lisää
- osoitettu
- Lisää
- suostuu
- AL
- mahdollistaa
- Myös
- vaihtoehto
- määrä
- an
- ja
- sovellukset
- sovellettu
- lähestymistapa
- lähestymistavat
- arkkitehtuurit
- OVAT
- noin
- AS
- At
- Itävalta
- BE
- koska
- tulevat
- ollut
- käyttäytyminen
- ovat
- Paremmin
- välillä
- bittiä
- Musta
- Blocks
- tuoda
- Rakentaminen
- mutta
- by
- CAN
- kyvyt
- valmiudet
- tietty
- haasteet
- haastava
- halpa
- siru
- Ympyrä
- työtovereiden
- yhdistely
- laskeminen
- laskelmat
- tietokoneet
- tietojenkäsittely
- Konfigurointi
- rakennettava
- ohjaus
- hallinnassa
- voisi
- luoda
- päivää
- kuvailee
- kehitetty
- eri
- vaikea
- laimennus
- diodi
- helpompaa
- helppo
- sähköinen
- eliminoi
- energia
- Koko
- ETH
- esimerkki
- odotukset
- paljon
- ala
- Fields
- varten
- muoto
- muodostivat
- alkaen
- koko
- edelleen
- portti
- Gates
- Saksa
- Antaminen
- suuri
- ruudukko
- opastettu
- Oppaat
- kovemmin
- Olla
- he
- auttaa
- korkeampi
- Miten
- Kuitenkin
- HTML
- HTTPS
- kuva
- tärkeä
- in
- Kasvaa
- Lisäykset
- henkilökohtainen
- tiedot
- ensimmäinen
- innovaatiot
- innovatiivinen
- sisällä
- sen sijaan
- mielenkiintoinen
- osallistuva
- kysymys
- IT
- SEN
- jpg
- säilytetään
- suurin
- laser
- laserit
- johtaja
- valo
- rajat
- lineaarinen
- kuormitus
- sijainti
- sijainnit
- logo
- kauemmin
- Koneet
- Magneetit
- tehdä
- TEE
- Tekeminen
- monet
- max-width
- miljoona
- lisää
- liikkua
- liike
- moninkertainen
- luonto
- tarpeet
- Neutraali
- Uusi
- seuraava
- numerot
- of
- on
- yhdet
- vain
- toiminta
- or
- määräys
- Muut
- ulos
- suoriutua paremmin kuin
- yli
- Voittaa
- oma
- Suorittaa
- suorittaa
- kuva
- fyysikko
- Fysiikka
- Fysiikan maailma
- Paikka
- saattamisesta
- foorumi
- Platon
- Platonin tietotieto
- PlatonData
- Kohta
- pistettä
- sijainti
- kantoja
- mahdollinen
- mahdollinen
- Tarkkuus
- läsnäolo
- Ongelma
- ongelmia
- prosessorit
- tuottaa
- valmistettu
- projekti
- suojaava
- julkaistu
- työntää
- Kvantti
- kvantitietokoneet
- kvanttilaskenta
- kvanttinen superpositio
- qubit
- kubittien
- radio
- Lue
- ymmärtämättä
- punainen
- jäännökset
- Poistaa
- toistuva
- TOISTUVASTI
- korvata
- edellyttää
- tarvitaan
- tutkimus
- Tutkijat
- rajoitukset
- s
- sanoo
- Asteikko
- asteikot
- skaalaus
- nähdä
- erillinen
- Järjestys
- useat
- osoittivat
- näyttää
- esitetty
- Yksinkertainen
- simulaatiot
- single
- pieni
- So
- niin kaukana
- Tila
- Spektroskopia
- Aloita
- Osavaltio
- Valtiot
- staattinen
- Vaihe
- Askeleet
- vahva
- rakenne
- niin
- suprajohtavia
- päällekkäisyys
- pinta
- Sveitsi
- järjestelmä
- joukkue-
- kertoo
- Tesla
- testi
- kuin
- että
- -
- heidän
- Niitä
- siksi
- Nämä
- ne
- tätä
- Kautta
- thumbnail
- aika
- kertaa
- että
- tämän päivän
- kohti
- perinteisesti
- kuljettaa
- loukussa
- ansastusta
- ansat
- totta
- tyyppi
- yliopisto
- käyttää
- käytetty
- yleensä
- tyhjiö
- kannattavuus
- oli
- WebP
- HYVIN
- joka
- valkoinen
- KUKA
- tulee
- with
- ilman
- toimii
- maailman-
- zephyrnet