Išardomi kvantinės mechanikos žavios pasaulis kvantinių kompiuterių galimybes glūdi kvantinių bitų, arba kvantinių bitų, galioje. Tačiau šie jautrūs informacijos vienetai yra pažeidžiami aplinkos triukšmo, pvz., Magnetinių laukų, sukeltam sunaikinimo atžvilgiu. Dėl šios priežasties mokslininkai siekė išvystyti kvantinius bitus, kurie minimaliai bendrauja su aplinka, tačiau vis tiek išlaiko stiprų sąveiką su fotonais, būtinomis informacijos perdavimui per ilgus atstumus.
Neseniai MIT ir Kembridžo universiteto mokslininkai pasiekė proveržį ko-integruodami dvi skirtingų tipų kvantinius bitus, suteikdami jiems galimybę efektyviai išsaugoti ir perduoti kvantinę informaciją. Be to, komanda demonstravo aukštą informacijos perdavimo efektyvumą.
Elektroninių ir branduolinių kvantinių bitų integracija mikroschemojete yra svarbus etapas. MIT vadovaujantis tyrėjas Dirkas Englundas pabrėžė, kad šis pasiekimas ne tik išlaiko kvantinę informaciją per ilgus atstumus, bet ir išlaiko stiprų sąveiką su fotonais. Šis išsiskiriantis progresas yra abiejų institucijų talentingų komandų bendrų pastangų rezultatas.
Kvantiniame pasaulyje kvantas turi unikalias savybes, lyginant su konvencinėmis kompiuterio bitomis. Vietoj to, kad egzistuotų vienoje būsenoje, kvantas gali patekti į kaupinės būseną, tuo pačiu metu apimančią kelias būsenas. Susieję kelis kvantinius bitus, kvantiniai kompiuteriai gali apdoroti ir saugoti žymiai daugiau informacijos nei klasikiniai kompiuteriai.
Mokslininkų sukurtas naujas įrenginys apjungia tiek elektroninius, tiek branduolinius kvantinius bitus. Elektroninių kvantinių bitų, kuriuos atstovauja sukantis elektronas, lengva bendrauti su aplinka, o branduoliniai kvantiniai bitai, atstovaujantys atomų branduoliams, liksta izoliuoti ir informaciją išlaiko ilgą laiką.
Naujojo ko-integracijos pagrindas yra lyginamas saulės sistemai. Elektroniniai kvantiniai bitai veikia kaip žemė, orbituojanti apie cinko branduolį (saulę), ir perduoda užkoduotą informaciją branduoliniam kvantiniam bitui. Šis strateginis derinys suteikia galimybę išnaudoti abiejų kvantinių bitų pranašumus.
Efektyviam duomenų perdavimui įrenginys naudoja paketą smulkių deimantinių bangų vadinamų banglenčių, kurių kiekviena yra 1 000 kartų mažesnė už žmogaus plaukų plotį. Šios banglenčių gali tarnauti kaip mazgai kvantiniame internete, kur šviesa neša informaciją per optinius pluoštus tam, kad palengvintų komunikaciją.
Nors šio tyrimo eksperimentai apėmė tik vieną įrenginį, mokslininkai įsivaizduoja ateitį, kurioje bus šimtai ar net tūkstančiai tokių mikroschemų, užbaigiant revoliucinį kvantinio skaičiavimo laikotarpį.
Šis išsiskiriantis tyrimas ne tik demonstruoja galimybę integruoti kelis kvantinius bitus kvantinės informacijos apdorojimui, bet ir pabrėžia kelių pirmaujančių mokslinių institucijų bendradarbiavimo svarbą, skatinant šiuolaikines atradimus. Kiekvieną žingsnį į priekį mokslininkai atranda neapsakomas galimybes, esančias kvantiniame pasaulyje.
Dažniausiai užduodami klausimai (DUK)
1. Koki yra kvantinių kompiuterių galimybės?
Kvantinių kompiuterių galimybės glūdi kvantinių bitų, arba kvantinių bitų jėgoje, kurie gali apdoroti ir saugoti žymiai daugiau informacijos nei klasikiški kompiuterių bitai.
2. Kodėl kvantiniai bitai yra pažeidžiami?
Kvantiniai bitai yra pažeidžiami aplinkos triukšmo, pvz., magnetinių laukų, sukeltam sunaikinimo.
3. Koks neseniai pasiektas proveržis kvantiniame skaičiavime?
MIT ir Kembridžo universiteto mokslininkai pasiekė proveržį ko-integruodami dvi skirtingų tipų kvantinius bitus, suteikdami jiems galimybę efektyviai išsaugoti ir perduoti kvantinę informaciją.
4. Kas yra elektroniniai ir branduoliniai kvantiniai bitai?
Elektroniniai kvantiniai bitai yra sukamo elektrono atstovaujami ir lengvai bendrauja su aplinka, o branduoliniai kvantiniai bitai yra atstovaujami atomo branduolio sukantiems branduoliams ir lieka izoliuoti išplėstam laikui bėgant.
5. Kaip veikia elektroninių ir branduolinių kvantinių bitų ko-integracija?
Elektroninių ir branduolinių kvantinių bitų ko-integracija lyginama su saulės sistema, kur elektroninis kvantinis bitas minkštimant tino branduoliui (saulei) ir perduoda užkoduotą informaciją branduoliniam kvantiniam bitui, apjungiant abiejų kvantinių bitų privalumus.
6. Kaip pasiekiamas efektyvus duomenų perdavimas įrenginyje?
Indas naudoja smulkių deimantinių bangų paketą, kurių kiekviena yra 1 000 kartų mažesnė už žmogaus plauką, kad būtų pasiektas efektyvus duomenų perdavimas. Šios bangos gali tarnauti kaip mazgai kvantiniame internete, palengvinantys ryšį per optinius pluoštus.
7. Koks yra šio tyrimo reikšmė?
Šis išsiskiriantis tyrimas demonstruoja ne tik galimybę integruoti kelis kvantinius bitus kvantinės informacijos apdorojimui, bet ir pabrėžia kelių profesinių mokslinių institucijų bendradarbiavimo svarbą, skatinant šiuolaikines atradimus.
Pagrindiniai apibrėžimai
– Kvantinė mechanika: Fizikos šaka, kuri nagrinėja dalelių elgseną atomų ir subatominių lygių.
– Kvantiniai bitai: Kvanto bitai, kvantinio skaičiavimo pagrindiniai informacijos vienetai.
– Kaupinė: Galimybė kvanto sistemai egzistuoti keliose būsenose tuo pačiu metu.
– Susieję: Procesas, kuris sieja arba sieja kelis kvantinius bitus, leidžiantis kvantiniams kompiuteriams apdoroti ir saugoti daugiau informacijos.
– Mikroschemas: Mažosios masto integruota schema, kurią sudaro kvantiniai bitai kvantinės informacijos apdorojimui.
– Banginės: Struktūros, kurios nukreipia ir nukreipia šviesos ar kitokios bangos srautą.
– Kvantinis internetas: Tinklas, kuris naudoja kvantinės sistemos, tokios kaip kvantiniai bitai, saugiam ir efektyviam ryšiui.
The source of the article is from the blog krama.net