Μια πρόσφατη πείρα που πραγματοποίησε μια ομάδα ερευνητών από το Μόναχο Quantum Valley έχει σημαντική πρόοδο στην συνεχή λειτουργία μεγάλων συνόλων ατόμων, φέρνοντάς μας ένα βήμα πιο κοντά στην ανάπτυξη επεκτάσιμων και ανθεκτικών σφαλμάτων κβαντικών υπολογιστών. Η ομάδα υπό την ηγεσία του Johannes Zeiher και τη συμβουλευτική του Immanuel Bloch κατάφερε να μεγαλώσει με επιτυχία το μέγεθος των συνόλων κβιτ νευτρικών ατόμων, επιτυγχάνοντας τη συνεχή λειτουργία ενός συνόλου από 1.200 ατόμων για περισσότερο από μία ώρα.
Στην πείρα τους, που διεξήχθη στο Ινστιτούτο Max Planck για Κβαντική Οπτική, οι ερευνητές εισήγαγαν μια καινοτόμο μέθοδο που αντιμετωπίζει ένα από τα κυριότερα εμπόδια στην κλιμάκωση της μεθόδου του νευτρικού ατόμου. Συνήθως, η επέκταση των συνόλων νευτρικών ατόμων σε οπτικά πλέγματα ή τσιράκια απαιτεί αυξημένους χρόνους προετοιμασίας με την αύξηση του μεγέθους του συστήματος. Αυτό το εμπόδιο στη συναρμολόγηση μεγάλων τακτοποιημένων συνόλων έχει ξεπεραστεί από τη μέθοδο της ομάδας, η οποία περιλαμβάνει την ανακύκλωση ατόμων από μια πειραματική διεξοδικότητα στην επόμενη και τη συνεχή επαναφόρτωση και προσθήκη ατόμων στο σύνολο.
Χρησιμοποιώντας αυτήν την τεχνική, οι ερευνητές κατάφεραν να δημιουργήσουν συνόλα με συμπυκνωμένους ατομικούς σχηματισμούς που περιείχαν πάνω από 1.000 ατόμους μέσα σε ένα οπτικό πλέγμα. Η ομάδα επέτυχε έναν καθαρό χρόνο κύκλου 2,5 δευτερολέπτων, επαναφορτώνοντας περίπου 130 ατόμα σε κάθε κύκλο. Με τη συνεχή διατήρηση των συνόλων και τη διατήρηση του μεγέθους και της πυκνότητάς τους με την πάροδο του χρόνου, ξεπέρασαν τα προηγούμενα όρια μεγέθους συστήματος και χρόνου προετοιμασίας.
Η επιτυχία αυτής της πείρας αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στη λειτουργία μεγάλων κβαντικών συστημάτων. Ανοίγει νέες δυνατότητες για την εφαρμογή της κβαντικής υπολογιστικής αποφεύγοντας τους περιορισμούς σε μέγεθος συστήματος και χρόνο προετοιμασίας. Επιπλέον, η συνεχής λειτουργία μεγάλων ατομικών συνόλων είναι κρίσιμη για την ανάπτυξη επεκτάσιμων και ανθεκτικών σφαλμάτων κβαντικών υπολογιστών, επιτρέποντας την επίλυση πολύπλοκων προβλημάτων που είναι πέρα από τις δυνατότητες των κλασικών μεθόδων υπολογιστικής.
Πηγαίνοντας μπροστά, η ομάδα προβλέπει ότι η τεχνική τους θα μπορούσε να οδηγήσει σε ακόμα πιο μεγάλα σύνολα ατόμων, που πιθανόν να περιέχουν περίπου 10.000 ατόμους. Αυτή η επεκτασιμότητα θα βελτιώσει σημαντικά τις δυνατότητες της κβαντικής υπολογιστικής, ιδίως σε συνδυασμό με τις πρόσφατες προόδους στις πύλες κβαντικής και τους λογικούς κυκλώματα κβαντικής. Τα νευτρικά ατόμα εμφανίζονται ως μια υποσχόμενη πλατφόρμα για την κβαντική υπολογιστική, με μια σταθερή ροή των προχωρήσεων σε μεγάλη ατομική προσβασιμότητα να ενισχύει τη βιωσιμότητα τους.
Το τελικό στόχο είναι να χρησιμοποιηθούν αυτές οι προόδοι για να έχουν σημαντική επίπτωση σε διάφορους τομείς επιτρέποντας προσομοιώσεις και υπολογισμούς που είναι αδύνατο να πραγματοποιηθούν με τις τεχνολογίες κλασικού υπολογιστή. Η δυνατότητα διατήρησης μεγάλων, συνεχώς λειτουργούντων συνόλων ατόμων μπορεί να ξεκλειδώσει νέες ιδέες και επιτυχίες σε προσομοιώσεις κβαντικές, στην κβαντική μετρολογία και στις εργασίες πληροφορικής, να μας φέρει πιο κοντά στην πραγματοποίηση του πλήρους δυναμικού της κβαντικής υπολογιστικής.
Η ερευνητική ομάδα, με τους Flavien Gyger, Maximilian Ammenwerth, Renhao Tao, Hendrik Timme, Stepan Snigirev, Immanuel Bloch και Johannes Zeiher, πραγματοποίησε αυτήν τη μελέτη στο Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Κέντρο Μοναχικών Ποσοτήτων Για την Κβαντική Επιστήμη και Τεχνολογία (MCQST), Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Ludwig-Maximilians και την PlanQC GmbH.
Συχνές Ερωτήσεις:
Ε: Ποια είναι η πρόσφατη πείρα την οποία πραγματοποίησε η ομάδα ερευνητών από το Μόναχο Quantum Valley;
Α: Η πείρα επικεντρώθηκε στη συνεχή λειτουργία μεγάλων συνόλων ατόμων για την ανάπτυξη επεκτάσιμων και ανθεκτικών σφαλμάτων κβαντικών υπολογιστών.
Ε: Ποιος οδήγησε την ομάδα σε αυτήν την πείρα;
Α: Ο Johannes Zeiher οδήγησε την ομάδα και υπήρξαν αντιμετωπιστικές από τον Immanuel Bloch.
Ε: Ποιο ήταν το μέγεθος του συνόλου ατόμων που επιτεύχθηκε από την ομάδα;
Α: Η ομάδα πέτυχε τη συνεχή λειτουργία ενός συνόλου από 1.200 ατόμων για περισσότερο από μία ώρα.
Ε: Ποιο ήταν ένα από τα κυριότερα εμπόδιο στην κλιμάκωση της μεθόδου του νευτρικού ατόμου;
Α: Η αύξηση του μεγέθους των συνόλων νευτρικών ατόμων συνήθως απαιτεί μεγαλύτερους χρόνους προετοιμασίας καθώς το σύστημα μεγαλώνει.
Ε: Πώς ξεπέρασε η ομάδα αυτό το εμπόδιο;
Α: Η ομάδα εισήγαγε μια μέθοδο που περιλάμβανε την ανακύκλωση ατόμων από μια πειραματική διεξοδικότητα στην επόμενη και τη συνεχή επαναφόρτωση και προσθήκη ατόμων στο σύνολο.
Ε: Πόσα ατόμα επαναφορτώθηκαν με επιτυχία σε κάθε κύκλο;
Α: Περίπου 130 ατόμα επαναφορτώθηκαν σε κάθ
The source of the article is from the blog lokale-komercyjne.pl