Ультрахолодные молекулы открывают перспективы для квантовых вычислений: новый подход дает долговечные конфигурации, которые могут обеспечить долгожданный кубитовый материал.

Эти двухатомные молекулы складываются из натрия и калия и были охлаждены до температур, составляющих всего пара десятимиллионных градуса выше полного нуля (измеряется в сотнях нанокельвинов, или нК). Результаты обрисованы в отчете, размещённом на этой неделе в Science, Мартином Цвиерляйном, профессором физики Массачусетского технологического университета; Джи Ву Пак, бывший аспирант Массачусетского технологического университета; Себастьян Уилл, бывший научный сотрудник Массачусетского технологического университета, а на данный момент доцент Колумбийского университета, и двое вторых сотрудников Гарвардского центра ультрахолодных атомов Массачусетского технологического университета.

Многие различные подходы изучаются как возможные способы создания кубитов, основных строительных блоков в далеком прошлом теоретизированных, но еще не целиком и полностью реализованных квантовых компьютеров. Исследователи пробовали использовать сверхпроводящие материалы, ионы, удерживаемые в ионных ловушках, или отдельные нейтральные атомы, и молекулы различной сложности.

В новом подходе употребляется кластер очень несложных молекул, состоящий всего из двух атомов.«У молекул больше« ручек », чем у атомов», — говорит Цвиерляйн, что свидетельствует больше способов сотрудничества между собой и с внешними влияниями. «Они смогут вибрировать, они смогут вращаться, и в конечном итоге они смогут сильно взаимодействовать между собой, что не легко сделать атомам.

Как правило, атомы должны в самом деле встретиться между собой, они должны быть фактически друг на друг, перед тем как они увидят это. в том месте имеется еще один атом, с которым вероятно взаимодействовать, тогда как молекулы смогут видеть друг друга «на огромных расстояниях». «Чтобы заставить эти кубиты сказать между собой и делать вычисления, использование молекул — намного лучшая идея, чем использование атомов», — говорит он.Использование чтобы типа двухатомных молекул для обработки квантовой информации «было предложено некое время назад, — говорит Парк, — и эта работа демонстрирует первый экспериментальный движение к реализации данной новой платформы, заключающейся в том, что квантовая информация может храниться в диполярных молекулах. на продолжительное время ".«Самое необыкновенное, что [эти] молекулы являются совокупностью , которая может дать реализовать как хранение, так и обработку квантовой информации, используя одну и ту же физическую совокупность», — говорит Уилл. «В конечном итоге это достаточно редкая изюминка, которая совсем не проста для совокупностей кубитов, каковые в основном рассматриваются на данный момент».В начальных лабораторных опробованиях, совершённых командой, пара тысяч несложных молекул пребывали в микроскопической струе газа, захвачены на пересечении двух лазерных лучей и охлаждаются до ультрахолодных температур около 300 нанокельвинов. «Чем больше атомов в молекуле, тем тяжелее их охладить», — говорит Цвиерляйн, исходя из этого они выбрали эту несложную двухатомную структуру.

Молекулы обладают тремя главными линиями: вращением, вибрацией и направлением вращения ядер двух отдельных атомов. Для этих опытов исследователи забрали молекулы под идеальным контролем с позиций всех трех линия — вторыми словами в наинизшее состояние вибрации, вращения и выравнивания ядерных спинов.

«Нам получалось улавливать молекулы в течение продолжительного времени, и продемонстрировать, что они смогут нести квантовую эти и удерживать ее в течение продолжительного времени», — говорит Цвиерлайн. И это, он утвержает, что «один из основных прорывов или вех, каковые нужно сделать, перед тем как сохранять веру выстроить квантовый компьютер, а это намного более сложное дело».

По словам Цвиерляйн, использование натрий-калиевых молекул дает последовательность преимуществ. Во-первых, «молекула химически стабильна, исходя из этого, если одна из этих молекул видится с другой, они не распадаются».

В контексте квантовых вычислений «продолжительное время», на которое ссылается Цвиерлейн, образовывает одну секунду, что «фактически в тысячу раз продолжительнее, чем подобный опыт, что был совершён» с применением вращения для кодирования кубита, он говорит. «Без дополнительных мер этот опыт дал миллисекунду, но это уже было здорово». При помощи метода данной команды характерная совокупности стабильность свидетельствует, что «вы получаете целую секунду бесплатно».Это предполагает, без оглядки на то, что еще предстоит доказать, что такая совокупность сможет делать тысячи квантовых вычислений, известных как вентили, последовательно в течение данной секунды согласованности. Итоги затем вероятно было «прочесть» оптически через микроскоп, выявив конечное состояние молекул.

«Мы очень сохраняем веру, что сможем сделать один так называемый вентиль — операцию между двумя этими кубитами, такую ??как сложение, вычитание или тому подобное — за доли миллисекунды», — говорит Цвиерляйн. «Если вы посмотреть на соотношение, вы имеете возможность сохранять веру выполнить от 10 000 до 100 000 операций вентилей за то время, в то время, в то время, когда у нас имеется согласованность в примере. Это было заявлено как одно из требований для квантового компьютера, чтобы иметь такое соотношение операций ворот до времени согласованности ".«Следующей громадной целью будет« поболтать »с отдельными молекулами.

Тогда мы в самом деле будем говорить о квантовой информации», — говорит Уилл. «Если мы можем поймать одну молекулу, мы можем поймать две. А затем мы можем поразмыслить о реализации« операции квантового вентиля »- элементарного вычисления — между двумя молекулярными кубитами, каковые расположены рядом между собой», — говорит он.По словам Цвиерляйн, использование массива из 1000 таких молекул даст проводить столь сложные вычисления, что ни один из существующих компьютеров не сможет помимо этого начать диагностику возможностей.

Без оглядки на то, что он выделяет, что это все еще ранний движение и что до появления таких компьютеров может потребоваться десять или более лет, в принципе такое устройство имело возможность бы не так долго осталось ждать решить трудноразрешимые сейчас проблемы, такие как разложение на множители солидных чисел — процесс, сложность которого образовывает базу сегодняшнего дня. лучшие совокупности шифрования финансовых транзакций.По словам Цвиерляйн, не считая квантовых вычислений новая совокупность также предлагает потенциал для нового способа проведения прецизионных измерений и квантовой химии.

10 комментариев к “Ультрахолодные молекулы открывают перспективы для квантовых вычислений: новый подход дает долговечные конфигурации, которые могут обеспечить долгожданный кубитовый материал.”

  1. Нет, свинья тупая, не многовато. И евро по отношению к доллару так тоже иногда скачет. Разница в том что валюты развитых стран меняются то вверх то вниз — оставаясь примерно на том-же уровне десятилетиями. А валюты недоразвитых стран, типа России — стабильно катятся вниз. И это не говоря о том что Банк Израиля всеми силами старается СНИЗИТЬ курс шекеля, постоянно покупая доллары — уже $131 млрд закупил, а шекель все не падает.

  2. Южанин Кирилл

    моя жена знает, как я зарабатываю, а ты нет. потому что она умная, а ты дурак 🙂

  3. Сюкосева Варвара

    судя по флажку — в России! Причем по отношению к нему я пишу "Россия", а по отношению к таким п1дарам как ты — "Рашка"

  4. да, счастлива, потому что совего добилась. а ты просто моральный урод который всегда будет несчастлив

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *