banner
Сен 11, 2017
28 Views
Комментарии к записи Принцип квантового компьютера — изобретен новый тип квантовых вычислений! отключены

Принцип квантового компьютера — изобретен новый тип квантовых вычислений!

Written by
banner

Принцип квантового компьютера теперь получил словно новые возможности. Удивительно, что никто не думал об этом раньше.

Австралийские исследователи разработали новый тип кубитов — строительных блоков квантовых компьютеров. Они смогут позволить создать настоящий крупномасштабный квантовый компьютер.

В настоящее время существует несколько способов производства квантового компьютера. Некоторые из проектируемых устройств занимают меньше места, но, как правило, невероятно сложны в производстве. Другие квантовые компьютеры гораздо проще, но у них другие проблемы — в первую очередь их размеры.

Некоторые проверенные способы захвата кубита используют стандартную технологию атомного приручения, такую ​​как ионные ловушки и оптические пинцеты, которые могут удерживаться на частицах достаточно долго, чтобы их квантовые состояния были проанализированы.


Из Википедии:

Квантовый компьютервычислительное устройство, которое использует явления квантовой суперпозиции и квантовой запутанности для передачи и обработки данных. Хотя появление транзисторов, классических компьютеров и множества других электронных устройств связано с развитием квантовой механики и физики конденсированного состояния, информация между элементами таких систем передаётся в виде классических величин обычного электрического напряжения.

Кубит (q-бит, кьюбит, кубит; от quantum bit) — квантовый разряд или наименьший элемент для хранения информации в квантовом компьютере.

Триггер (триггерная система) — класс электронных устройств, обладающих способностью длительно находиться в одном из двух устойчивых состояний и чередовать их под воздействием внешних сигналов. Каждое состояние триггера легко распознаётся по значению выходного напряжения. По характеру действия триггеры относятся к импульсным устройствам — их активные элементы (транзисторы, лампы) работают в ключевом режиме, а смена состояний длится очень короткое время.


Новый кремниевый триггерный кубит

Другие способы и принципы квантового компьютера используют схемы из сверхпроводящих материалов для обнаружения квантовых суперпозиций в скользком электрическом токе.

Преимущество этих систем заключается в своей основе в существующих методах и оборудовании, что делает их относительно доступными и легко объединяемыми.

исследования

Стоимость является довольно большой проблемой. Технологично можно без всяких проблем производить для относительно небольшого количества кубитов, но когда необходимо объединять внушительное количество, масштаб производства быстро становится неосуществимым.

Благодаря кодирующей информации как ядра, так и электрона атома, новый кремниевый кубит, который называется «триггерным кубитом«, может управляться электрическими сигналами вместо магнитных. Это означает, что он может поддерживать квантовое переплетение на большее расстояние, чем когда-либо прежде, и это делает его более дешевым в производстве и более легким в в вопросе масштабируемости компьютером.

Новый кубит придумал и исследовал Гильерме Този из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии.

Принцип масштабируемости квантовых компьютеров

Флип-флоп-кубит как бы будет находиться между двумя проблемными крайностями, предлагая истинное квантовое переплетение на расстоянии всего лишь сотен нанометров.

Другими словами, это может быть именно то, что ждали многие исследователи всего мира, чтобы сделать квантовые компьютеры на основе кремния успешно масштабируемыми!

Пока у ученых существует только план производства такого устройства — он еще не построен. Но, по словам руководителя команды изобретателей, развитие в данном направлении столь же важно для этой области, как и предыдущие открытия, которые дали толчок исследованиям квантовых вычислений на основе кремния.

У ученых уже есть некоторые предварительные экспериментальные данные, которые предполагают, что новый принцип квантового компьютера вполне осуществим.

Флип-флоп-кубит работает путем кодирования информации как на электронном, так и на ядерном уровне атома фосфора, имплантированного внутри кремниевой микросхемы. Затем все охлаждается практически до абсолютного нуля и дальнейшее «действие» происходит уже в магнитном поле.

Преимущества нового принцип построения квантового компьютера

В триггерах исследователи могут управлять кубитом с помощью электрического поля вместо магнитных сигналов, что дает два преимущества. Легче интегрироваться с обычными электронными схемами, и, что самое главное, это также означает, что кубиты могут взаимодействовать на больших расстояниях.

Чтобы управлять этими кубитами, нужно немного оттянуть электрон от ядра, используя электроды. При этом также создается электрический диполь. Это является ключевым моментом — говорят исследователи. Такие электрические диполи взаимодействуют друг с другом на довольно больших расстояниях — порядка 1000 нанометров.

Это означает, что теперь можно поместить одноатомные кубиты намного дальше друг от друга, чем считалось ранее. Таким образом, существует множество возможностей для интерполирования ключевых классических компонентов, таких как межсоединения, управляющие электроды и считывающие устройства, сохраняя при этом точный атомный характер квантового бита.

Квантовый компьютер по данному принципу легче изготовить, чем устройства на атомной основе, и это позволит размещать миллионы кубитов на квадратном миллиметре площади.

Такой принцип может сделать будущие квантовые компьютеры достаточно малыми и потенциально доступными.

Интересно то, что данное открытие, как и многие такие концептуальные скачки, является и удивительным и в тоже время предсказуемым задним числом, потому что никто раньше не думал об этом!

Поделитесь с друзьями!
Article Categories:
Компьютеры
banner

Comments are closed.