Ionii de beriliu care se răcesc pot stoca și transfera informații, aducând computerele cuantice puternice cu un pas mai aproape de realitate. Cercetătorii au combinat toate ingredientele necesare pentru un computer cuantic funcțional și au descoperit că piesele ar putea funcționa în mod fiabil, un studiu care a apărut online pe 6 august în Ştiinţă rapoarte.
„Acesta este unul dintre cele mai avansate sisteme care au fost raportate vreodată”, comentează Steven Olmschenk de la Universitatea din Maryland din College Park.
Calculatoarele cuantice au potențialul de a trece rapid prin calcule mult mai rapid decât computerele convenționale, făcându-le utile pentru sarcini precum ruperea codurilor. În calculatoarele tradiționale, fiecare bit de informații este stocat ca 0 sau 1. Dar biții cuantici profită de o proprietate ciudată numită suprapunere, ceea ce înseamnă că fiecare bit poate conține 0 și 1 simultan. Suprapunerea poate oferi computerelor cuantice o capacitate mai mare de strângere a numerelor.
În noul studiu, doi ioni de beriliu au servit ca biți cuantici, sau qubiți, prin păstrarea informațiilor într-o proprietate internă cunoscută sub numele de stare de spin. Câmpurile magnetice au mutat ionii în diferite puncte din interiorul unui vid, unde impulsurile laser au efectuat o serie de operații logice asupra ionilor de beriliu. De exemplu, dacă un qubit are o stare reprezentată de un 0, atunci un impuls laser îl va converti pe celălalt într-o stare reprezentată de un 1, spune coautorul studiului Jonathan Home de la laboratorul Institutului Național de Standarde și Tehnologie din Boulder, Colorado. în fiecare serie, ionii de beriliu au efectuat cu succes cinci astfel de operații logice. Ionii s-au mișcat, de asemenea, aproape un milimetru în timp ce efectuau fiecare serie (transportul ionilor este necesar pentru un calculator cuantic practic).
Titluri Știri științifice, în căsuța dvs. de e-mail
Titluri și rezumate ale celor mai recente articole Știri științifice, livrate în căsuța dvs. de e-mail în fiecare joi.
multumim pentru inregistrare!
A apărut o problemă la înregistrarea dvs.
„Aceasta este o dezvoltare foarte importantă pentru reunirea tuturor componentelor unui computer cuantic într-un singur loc”, spune David Lucas, fizician la Universitatea Oxford din Anglia. El numește noul studiu un „tur de forță tehnic”.
Dar ionii trebuie păstrați la rece pentru a rămâne suficient de stabili pentru a funcționa în computerele cuantice. Laserele care efectuează operațiile logice încălzesc ionii, iar informațiile fragile stocate în spin se pierd. Încercările anterioare de procesare a informațiilor cuantice nu au avut o modalitate bună de a menține la rece ionii de beriliu, spune Home. Pentru a rezolva această problemă, el și colegii săi au fixat câte un ion de magneziu lângă fiecare ion de beriliu pentru a servi drept minifrigider portabil. Când ionii s-au încălzit, laserele au răcit ionul de magneziu, care apoi a răcit ionul de beriliu. O tehnică similară a fost folosită pentru a încurca două perechi de ioni la începutul acestui an (SN: 7/4/09, p. 8).
Pentru a testa repetabilitatea sistemului lor, Home și colegii săi au rulat și apoi au executat din nou fiecare serie de operațiuni de mai multe ori folosind diferite condiții de pornire. Serii ulterioare de operațiuni au fost efectuate la fel de bine ca seria originală, a descoperit echipa. Atât pentru prima cât și pentru a doua rundă, echipa a obținut rezultatul așteptat în aproximativ 94 la sută din timp. „Am vrut să arătăm că facem exact la fel a doua oară”, spune Home. O astfel de repetabilitate, spune el, poate duce în cele din urmă la calculatoare cuantice mai practice și mai stabile.