0
5774
Газета Печатная версия

08.12.2020 19:09:00

Ионы, пойманные в ловушке, заставили взаимодействовать

Глубокий вакуум и абсолютный нуль температур приближают нас к созданию квантового компьютера

Тэги: физика, свет, макс планк, квант, история, квантовая теория, квантовый компьютер


физика, свет, макс планк, квант, история, квантовая теория, квантовый компьютер Архитектура, состоящая из кубитов на ионных ловушках.

В ходе виртуальной конференции Оптического общества Америки, которая состоялась в сентябре этого года, сотрудники университетов Дьюка в г. Дареме и Мэрилендского в г. Колледж-парк рассказали о первом сверхохлажденном квантовом компьютере. Охлаждение до 4 градусов Кельвина (примерно 269 градусов ниже нуля по Цельсию) и использование глубокого вакуума потребовалось для надежного удержания в особых ловушках ионов, связанных друг с другом. Это позволяет проводить расчеты, используя когерентный луч лазера.

Когерентность по-латыни означает мерную поступь когорты римского легиона. Отцы-основатели квантовой физики стали так называть «единство» характеристик объектов своего изучения. Создатели мазеров и лазеров стали употреблять этот термин, подразумевая «родство» частот и энергий микроволновых и световых квантов. Этим лазер отличается от обычной лампы накаливания, чьи частоты и длины волн фотонов весьма отличаются друг от друга. Когерентность подразумевает также наложение (суперпозицию) свойств квантовых объектов.

Ученые давно мечтают создать надежно работающий квантовый компьютер с достаточно большим числом кубитов, значения которых могут обретать бесчисленное число уровней, по сравнению с привычными битами, у которых есть только два возможных значения – 0 и 1. Проблема, однако, заключается в том, что суперпозиция квантовых свойств чуть ли не мгновенно нарушается в силу хаотичных физических воздействий среды: тепловых колебаний и естественных вибраций. Насколько это существенные факторы, говорит, например, тот факт, что появление компьютеров, с помощью которых стало возможно гасить вибрации, привело к созданию таких мощных и эффективных физических приборов, как сканирующий туннельный микроскоп и микроскоп атомной силы (STM и AFM).

17-12-2480.jpg
Суперпозиция – наложение свойств отдельных
ионных ловушек.  Иллюстрации Physorg
Прогресс технологий позволил также раскинуть не только оптические сети, в ячейках которых стало возможно удерживать фотоны, но и создать ионные ловушки, удерживающие намного более тяжелые ионы. Их труднее сдвинуть с места, чем и воспользовались разработчики квантовых битов (кубитов). Еще в марте 2018 года китайские ученые сообщили о «связке» (entanglement) трех кубитов. А на следующий год сотрудники IBM-центра неподалеку от Нью-Йорка сообщили в журнале Nature о проведении параллельных операций с помощью квантового компьютера с использованием универсальных ионных ловушек.

И вот в университете Дьюка помимо глубокого охлаждения сумели резко повысить глубину вакуума. Это сократило вероятность нарушения когерентности 32 кубитов в результате нежелательных столкновений ионов с остаточными атомами и другими ионами. Таким образом, команда Дьюка достигла явного прогресса по сравнению с другими коллективами на пути, по которому, возможно, пойдут и другие разработчики.

Считается, например, что компания IBM давно уже использует квантовый компьютер чуть ли не на 50 кубитах, но те представляют еще весьма «древнюю» технологию. По сравнению с ними ионные ловушки видятся намного прогрессивнее и надежнее, к тому же их использование – по крайней мере сегодня – позволяет быстро и уверенно наращивать контуры будущей компьютерной архитектуры. А дальше пойдет по нарастающей. Вспомним хотя бы первый транзистор, размер которого был сопоставим с ногтем мизинца. Сегодня на этой площади умещаются миллиарды транзисторов. 


Оставлять комментарии могут только авторизованные пользователи.

Вам необходимо Войти или Зарегистрироваться

комментарии(0)


Вы можете оставить комментарии.


Комментарии отключены - материал старше 3 дней

Читайте также


Советы без коммунистов

Советы без коммунистов

Александр Широкорад

К 100-летию Кронштадтского мятежа

0
1320
Первая мировая с трехдюймовкой и азбукой Морзе

Первая мировая с трехдюймовкой и азбукой Морзе

Алексей Олейников

Об артиллерии русской армии, ее союзниках и противниках

1
679
Федор Ушаков в битве с чумой

Федор Ушаков в битве с чумой

Владимир Лодкин

Русский военный флот как противоэпидемический спецназ

0
628
Добро пожаловать в консервный мир

Добро пожаловать в консервный мир

Дарья Любовик

О явлении, повлиявшем на ход войны

0
722

Другие новости

Загрузка...