לכידת יונים עם שדות מגנטיים וחשמליים סטטיים במקום שדה אלקטרומגנטי מתנודד יכולה להקל על השימוש ביונים כאבני בניין למחשבים קוונטיים. הגישה החדשה, שפותחה על ידי חוקרים ב המכון הטכנולוגי של ציריך בשוויץ, מאפשר שליטה טובה יותר במצב ובמיקומו הקוונטי של היון, ומסמן צעד חשוב לקראת הגדלה של יונים לכודים כפלטפורמה לחישוב קוונטי.
מחשבים קוונטיים יכולים להתעלות על המחשבים הקלאסיים בבעיות מסוימות. עם זאת, מימוש מלוא הפוטנציאל שלהם ידרוש מכונות שיכולות לתפעל כמיליון סיביות קוונטיות (קיוביטים). מדובר בסדרי גודל יותר מהמעבדים הקוונטים הגדולים ביותר של ימינו, והגדלה היא מאתגרת מכיוון שקיוביטים הופכים לקשים יותר לייצור ולשליטה ככל שמספרם עולה.
לדוגמה, היונים המשמשים כקיוביטים במעבדי קוונטים לכודים של יונים נשמרים בדרך כלל במקומם על ידי שדות אלקטרומגנטיים המתנודדים בתדרי רדיו (RF), והמצבים הקוונטיים שלהם נשלטים ונקראים באמצעות פולסים של אור לייזר. זה עובד היטב עבור עד 30 קיוביטים, אבל קנה מידה למספרים גבוהים יותר הוא מסובך. שילוב שדות RF בחלל הקטן של שבב בודד הוא מאתגר, והשדות גם מחממים את המלכודת, ומפריעים להתנהגות הקוונטית של היונים. בעיה נוספת היא שהמבנה של שדות ה-RF מגביל את מיקומי המלכודות לרשת ליניארית.
מלכודות עמידות
צוות ה-ETH התייחס לבעיות אלו על ידי מעבר לסוג של מלכודת המשמשת באופן מסורתי להגביל יונים ליישומים כגון ספקטרוסקופיה מדויקת והדמיות קוונטיות. מה שנקרא מלכודות Penning אלו מחליפות שדות RF בשדות מגנטיים סטטיים חזקים, מה שמבטל חימום ומסיר מגבלות על תצורת המלכודות. עם זאת, שדות מגנטיים חזקים מביאים אתגרים משלהם. הנוכחות שלהם מגדילה את המרווח בין מצבי האנרגיה של היונים, מה שמקשה על השליטה במצבים אלה עם אור מלייזרי דיודה פשוטים וזולים. המגנטים המוליכים-על המייצרים אותם הם גם מגושמים, ויש צורך להנחות את אור הלייזר סביבם.
כדי להתגבר על האתגרים הללו, חוקרי ה-ETH בנו את מלכודת ה-Penning שלהם על ידי הצבת שבב מיוצר על ידי עמיתים מאוניברסיטת לייבניץ בהאנובר, גרמניה, עם מספר אלקטרודות בתוך מגנט מוליך-על של 3 טסלה. מערכת מראות מובילה קרני לייזר נעולות פאזה דרך המגנט אל היונים, וכל המערך ממוקם בוואקום ומקורר קריוגני.
זו מלכודת!
המלכודת החדשה עמדה בציפיות, כלאה יון בודד למספר ימים ונתנה לחוקרי ETH שליטה מלאה על תנועתו ומיקומו (ראה תמונה). כדי לבחון את כדאיות המערך עבור מחשוב קוונטי, הצוות מדד את זמן הקוהרנטיות של היון – כלומר משך הזמן שהוא נשאר במצב קוונטי – והראה שזה ארוך מהזמן הנדרש לביצוע פעולה קוונטית. הם גם הראו שלייזרים יכולים לשלוט במצבי האנרגיה של היון מבלי להפריע לסופרפוזיציה הקוונטית שלו. יכולת זו מאפשרת ליצור מצבים מסתבכים בין קיוביטים שונים ולכן לבצע חישובים קוונטיים.
קיוביט חלל מוליך חדש דוחף את גבולות הקוהרנטיות הקוונטית
פיטר זולר, פיזיקאי מאוניברסיטת אינסברוק, אוסטריה, שלא היה מעורב בפרויקט זה, מתאר את מלכודת המיקרו-פנינג עם הובלת יונים קלה כ"רעיון מרענן וחדשני". הוא מוסיף שזה נהדר לראות חידושים המשמשים עבור מערכים לכודים של אטומים ניטרליים מיושמים בארכיטקטורות של יונים לכודים. עם זאת, הוא מציין כי יכולות המלכודת הוצגו עד כה רק עבור יון בודד. יהיה מעניין, הוא אומר, לראות כיצד הוא מתרחב ומתפקד (בצורה של נאמנות שערים) עם יונים רבים, וכיצד הוא משתווה לגישות חלופיות כמו מלכודות שטח או מסלולי מירוצים קוונטיים.
יונתן בית, מנהיג צוות ETH, מסכים שהוספת יונים נוספים חשובה. השלבים הבאים, הוא אומר עולם הפיזיקה, יהיה "לנסות להעמיס מספר יונים ולבצע שערים מרובי קיוביט בין יונים באתרי מלכודת נפרדים".
המחקר פורסם ב טבע.
- הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
- PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
- PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
- מקור: https://physicsworld.com/a/new-ion-trapping-approach-could-help-quantum-computers-scale-up/
- :הוא
- :לֹא
- ][עמ'
- $ למעלה
- 1
- 120
- 2024
- 30
- 58
- a
- AC
- מוסיף
- ממוען
- מוסיף
- מסכים
- AL
- מאפשר
- גם
- חלופה
- כמות
- an
- ו
- יישומים
- יישומית
- גישה
- גישות
- ארכיטקטורות
- ARE
- סביב
- AS
- At
- אוסטריה
- BE
- כי
- להיות
- היה
- התנהגות
- להיות
- מוטב
- בֵּין
- ביטים
- שחור
- אבני
- להביא
- בִּניָן
- אבל
- by
- CAN
- יכולות
- יכולת
- מסוים
- האתגרים
- אתגר
- זול
- שבב
- מעגל
- עמיתים
- שילוב
- חישוב
- חישובים
- מחשבים
- מחשוב
- תְצוּרָה
- בנוי
- לִשְׁלוֹט
- נשלט
- יכול
- לִיצוֹר
- ימים
- מתאר
- מפותח
- אחר
- קשה
- דילול
- דיודה
- קל יותר
- קל
- חשמלי
- מבטל
- אנרגיה
- שלם
- ETH
- דוגמה
- הציפיות
- רחוק
- שדה
- שדות
- בעד
- טופס
- נוצר
- החל מ-
- מלא
- נוסף
- שער
- גייטס
- גרמניה
- נתינה
- גדול
- רֶשֶׁת
- מוּדרָך
- מדריך
- קשה
- יש
- he
- לעזור
- גבוה יותר
- איך
- אולם
- HTML
- HTTPS
- תמונה
- חשוב
- in
- להגדיל
- עליות
- בנפרד
- מידע
- בתחילה
- חידושים
- חדשני
- בתוך
- במקום
- מעניין
- מעורב
- סוגיה
- IT
- שֶׁלָה
- jpg
- שמר
- הגדול ביותר
- לייזר
- לייזרים
- מנהיג
- אוֹר
- גבולות
- קווים
- לִטעוֹן
- מיקום
- מקומות
- סֵמֶל
- עוד
- מכונה
- מגנטים
- לעשות
- עושה
- עשייה
- רב
- max-width
- מִילִיוֹן
- יותר
- המהלך
- תנועה
- מספר
- טבע
- צרכי
- נטרל
- חדש
- הבא
- מספרים
- of
- on
- יחידות
- רק
- מבצע
- or
- הזמנות
- אחר
- הַחוּצָה
- ביצועים טובים יותר
- יותר
- להתגבר על
- שֶׁלוֹ
- לְבַצֵעַ
- מבצע
- צילום
- פיזיקאי
- פיסיקה
- עולם הפיזיקה
- מקום
- הַצָבָה
- פלטפורמה
- אפלטון
- מודיעין אפלטון
- אפלטון נתונים
- נקודה
- נקודות
- עמדה
- עמדות
- אפשרי
- פוטנציאל
- דיוק
- נוכחות
- בעיה
- בעיות
- מעבדים
- לייצר
- מיוצר
- פּרוֹיֶקט
- מָגֵן
- לאור
- דוחף
- קוונטית
- מחשבים קוונטיים
- מחשוב קוונטי
- סופרפוזיציה קוונטית
- קוביט
- קווביטים
- רדיו
- חומר עיוני
- מימוש
- Red
- שְׂרִידִים
- מסיר
- חזר
- שוב ושוב
- להחליף
- לדרוש
- נדרש
- מחקר
- חוקרים
- הגבלות
- s
- אומר
- סולם
- מאזניים
- דרוג
- לִרְאוֹת
- נפרד
- רצף
- כמה
- הראה
- הצגה
- הראה
- פָּשׁוּט
- סימולציות
- יחיד
- קטן
- So
- עד כה
- מֶרחָב
- ספקטרוסקופיה
- החל
- מדינה
- הברית
- סטטי
- שלב
- צעדים
- חזק
- מִבְנֶה
- כזה
- מוליך-על
- חֲפִיפָה
- משטח
- שוויץ
- מערכת
- נבחרת
- אומר
- טסלה
- מבחן
- מֵאֲשֶׁר
- זֶה
- השמיים
- שֶׁלָהֶם
- אותם
- לכן
- אלה
- הֵם
- זֶה
- דרך
- תמונה ממוזערת
- זמן
- פִּי
- ל
- של היום
- לקראת
- באופן מסורתי
- להעביר
- לכודים
- לְכִידָה
- מלכודות
- נָכוֹן
- סוג
- אוניברסיטה
- להשתמש
- מְשׁוּמָשׁ
- בְּדֶרֶך כְּלַל
- חלל
- יכולת חיוניות הקיום
- היה
- webp
- טוֹב
- אשר
- לבן
- מי
- יצטרך
- עם
- לְלֹא
- עובד
- עוֹלָם
- זפירנט