Фізики успішно провели обчислення на кремниевом квантовому комп’ютері

Фізики з Австралії успішно застосували нещодавно створені ними пари кубітів на базі кремнію для проведення найпростіших квантових обчислень, що підтвердило можливість використання напівпровідників для створення універсальних квантових комп’ютерів.

Австралійські фізики, нещодавно “склеившие” два кремнієвих кубіта, успішно використовували їх для проведення квантових обчислень, що показало можливість використання напівпровідників для створення універсальних квантових комп’ютерів, йдеться в статті, опублікованій в журналі Nature Nanotechnology.

“Точність, з якою нам вдалося записувати інформацію в ці кубіти, є абсолютним рекордом. Це означає, що ми тепер можемо приступити до розширення цих квантових пристроїв, додаючи в нього нові кубіти, і використовувати їх для все більш складних квантових обчислень, таких як пошук ліків, обробка баз даних і моделювання молекул”, — заявив Андреа Морелло (Andrea Morello) з університету Нового Південного Уельсу в Сіднеї (Австралія).

Андреа Морелло і його колеги з університету вже кілька років розробляють компоненти, необхідні для складання повноцінного квантового комп’ютера. Так, в 2010 році вони створили квантовий одноелектронний транзистор, а в 2012 році — повноцінний кремнієвий кубіт на основі атома фосфору. У 2013 році вони зібрали нову версію кубіта, яка дозволяла майже зі 100% точністю зчитувати дані з нього і залишалася стабільною дуже довго.

Фізики створили перший кремнієвий модуль квантового процесора

Залишався один крок – навчитися об’єднувати подібні кубіти, використовуючи ті ж напівпровідникові технології, що і самі клітинки квантової пам’яті. Ця задача була реалізована в кінці жовтня, коли вчені замінили атом фосфору на рідкий ізотоп кремнію – кремній-29, і змінили структуру кубітів.

У своїй новій роботі група Морелло перевірила, чи можна використовувати подібні пари кубітів для проведення обчислень, навчившись “порушувати” суворі обмеження, що накладаються на роботу квантових систем теореми Белла.

Їх нові кубіти являють собою своєрідний крок назад – вони являють собою одиночний одноелектронний транзистор на базі атома фосфору, в якому спін самого атома відіграє роль одного кубіта, а спін електрона – роль другої обчислювальної “клітинки” квантової системи.

Фізики навчилися записувати і зчитувати дані з кремнієвого кубіта

Використовуючи мікрохвильові випромінювачі, вчені навчилися маніпулювати станом цієї пари кубітів таким чином, що стан спина електрона жорстким чином залежало від того, що містив у собі “атомний” кубіт. Це різко підвищило точність запису і читання інформації з кубіта, досягнувши фантастичною точністю 96%, що є абсолютним рекордом на сьогоднішній день.

Це дозволяє довільним чином маніпулювати станом кубітів і використовувати їх для проведення обчислень і формулювання квантових обчислювальних алгоритмів. Морелло і його колеги провели при його допомозі перші подібні обчислення, реалізувавши логічну операцію CNOT в подібному кубите.

Точність її роботи, якщо проводити кожне обчислення по 30 разів, наближається до 100%, що дозволяє приступити до створення більш корисних і практично застосовних квантових схем, здатних проводити реальні обчислення, замінюючи фосфор іншими атомами, начебто вісмуту, здатні служити основою для більшого числа кубітів.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *