reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
© grzegorz kula dreamstime.com Nauka | 05 marca 2018

Prze艂om w dziedzinie uk艂adów krzemowych

Wykonuj膮c kolejny krok w kierunku stworzenia komputer贸w przysz艂o艣ci, naukowcy wykazali, 偶e przeniesienie informacji kwantowej ze spinu elektronu do fotonu jest mo偶liwe w krzemowym uk艂adzie kwantowym.
Teoria kwantowa zacz臋艂a nabiera膰 kszta艂tu ponad sto lat temu i od tego czasu jest przedmiotem wielu bada艅 i obserwacji. Jednak dopiero w ostatnich latach naukowcy zacz臋li analizowa膰 mo偶liwo艣ci wykorzystania mechaniki kwantowej w technologii, a dok艂adniej w komputerach. Uniwersytet techniczny w Delft, gdzie realizowano projekt QC-LAB, do艂膮czy艂 do wysi艂k贸w ukierunkowanych na opracowanie wydajnych komputer贸w kwantowych i osi膮gn膮艂 na tym polu istotne rezultaty. Zjawiskami kwantowymi, kt贸re mog膮 zrewolucjonizowa膰 艣wiat komputer贸w, s膮 superpozycja i spl膮tanie. W klasycznym komputerze bit mo偶e mie膰 jedn膮 z dw贸ch warto艣ci: jeden lub zero. W komputerach kwantowych podstawow膮 jednostk膮 informacji, znan膮 jako bit kwantowy lub kubit, mo偶e by膰 warto艣膰 jeden, warto艣膰 zero lub jednocze艣nie warto艣ci jeden i zero. Ta zdolno艣膰 do przebywania w wielu mo偶liwych stanach jest nazywana superpozycj膮. Po wprowadzeniu kubit贸w w komputerze jego moc wzrasta wyk艂adniczo. Jednak aby wykorzystanie tego wzrostu mocy by艂o mo偶liwe, kubity musz膮 by膰 ze sob膮 powi膮zane, nawet je艣li dzieli je znaczna odleg艂o艣膰. Zjawisko to jest nazywane spl膮taniem kwantowym. Komputer przysz艂o艣ci Dzi臋ki wykorzystaniu zjawisk, takich jak superpozycja i spl膮tanie, nowoczesne komputery kwantowe b臋d膮 w stanie rozwi膮zywa膰 problemy, kt贸rych rozwik艂anie zaj臋艂oby obecnym komputerom wiele lat. Przyk艂adem takiego problemu jest rozk艂adanie du偶ych liczb pierwszych lub przeszukiwanie rozleg艂ych nieposortowanych zestaw贸w danych. Aby jednak komputer kwantowy m贸g艂 wykonywa膰 takie u偶yteczne obliczenia, wymaga du偶ej ilo艣ci kubit贸w i w艂a艣nie to zapotrzebowanie na du偶膮 liczb臋 kubit贸w stanowi najwi臋ksze wyzwanie. Te delikatne jednostki informacji kwantowej musz膮 by膰 w stanie sprawnie si臋 komunikowa膰, aby umo偶liwi膰 dzia艂anie takich komputer贸w. Potencja艂 krzemu Uk艂ady kwantowe przechowuj膮 informacje w kubitach i s膮 wykonane z krzemu. Krzem, kt贸ry jest szeroko stosowany w urz膮dzeniach elektronicznych, pozwala na d艂ugoterminowe przechowywanie informacji i dlatego stanowi obiecuj膮cy materia艂 pod wzgl臋dem wytwarzania technologii kwantowej. Jednak badacze musz膮 jeszcze odkry膰, jak zwi臋kszy膰 liczb臋 fizyka (spinowych) uk艂ad贸w kubitowych. Jak opisano w artykule opublikowanym w czasopi艣mie 鈥濻cience鈥, naukowcy z zespo艂u projektowego powzi臋li pierwsze kroki w kierunku rozwi膮zania tego problemu, wykazuj膮c, 偶e pojedynczy spin elektronu i pojedynczy foton mikrofalowy mog膮 zosta膰 sprz臋偶one w uk艂adzie krzemowym. Wed艂ug autor贸w: 鈥瀞pin elektronu jest uwi臋ziony w podw贸jnej kropce kwantowej krzemu, a foton mikrofalowy jest przechowywany w rezonatorze nadprzewodz膮cym o wysokiej impedancji w uk艂adzie鈥. Jak dodaj膮: 鈥濻k艂adnik pola elektrycznego fotonu wn臋kowego jest bezpo艣rednio sprz臋偶ony z dipolem 艂adunkowym elektronu w podw贸jnej kropce, a po艣rednio ze spinem elektronowym, poprzez silny lokalny gradient pola magnetycznego z pobliskiego mikromagnesu鈥. Naukowcy twierdz膮, 偶e wyniki ich bada艅 umo偶liwi膮 opracowanie du偶ych sieci wykorzystuj膮cych rejestry kubit贸w spinowych opartych na kropkach kwantowych. Taki uk艂ad kwantowy z niezawodnymi kubitami krzemowymi stanowi wa偶ny kamie艅 milowy na drodze do uzyskania skalowalnych oblicze艅 kwantowych. Celem zespo艂u QC-LAB jest opracowanie 13-kubitowego obwodu, kt贸ry b臋dzie demonstrowa艂 transfer stan贸w kwantowych pomi臋dzy kubitami. 殴r贸d艂o: Cordis Europa
reklama
reklama
reklama
reklama
Za艂aduj wi臋cej news贸w
February 15 2019 09:57 V12.1.1-1