Et nyligt eksperiment gennemført af et hold af forskere fra Munich Quantum Valley har gjort betydelige fremskridt inden for kontinuerlig drift af store atomarrays, hvilket bringer os et skridt tættere på udviklingen af skalerbare og fejltolerante kvantecomputere. Ledet af Johannes Zeiher og rådgivet af Immanuel Bloch lykkedes det holdet at skalere størrelsen på neutrale atom-qubitarrays og opnå kontinuerlig drift af et 1.200-atomarray i over en time.
I deres eksperiment, udført på Max Planck Institute of Quantum Optics, introducerede forskerne en innovativ metode, der adresserer en af de vigtigste udfordringer ved at skalere den neutrale atomtilgang. Typisk kræver udvidelse af neutrale atomarrays i optiske gittere eller optiske tang, at forberedelsestiderne øges, når systemets størrelse vokser. Holdets metode har overvundet denne hindring for at samle store ordenede arrays ved at genbruge atomer fra én forsøgsrunde til den næste og kontinuerligt genindlæse og tilføje atomer til arrayet.
Ved hjælp af denne teknik lykkedes det forskerne at danne tætpakkede arrays indeholdende over 1.000 atomer inden for et optisk gitter. Holdet opnåede en nettocyklustid på 2,5 sekunder og genindlæste cirka 130 atomer i hver cyklus. Ved kontinuerligt at vedligeholde arrayene og opretholde deres størrelse og densitet over tid har de overgået tidligere begrænsninger for systemstørrelse og forberedelsestid.
Succesen med dette eksperiment repræsenterer et betydeligt skridt fremad inden for driften af store kvantesystemer. Det åbner nye muligheder for anvendelse af kvanteberegning ved at omgå begrænsningerne for systemstørrelse og forberedelsestid. Desuden er den kontinuerlige drift af store atomarrays afgørende for udviklingen af skalerbare og fejltolerante kvantecomputere, idet det muliggør løsningen af komplekse problemer, der i øjeblikket er uden for rækkevidden af klassiske beregningsmetoder.
I fremtiden forventer holdet, at deres teknik kan føre til endnu større atomarrays, potentielt indeholdende omkring 10.000 atomer. Denne skalerbarhed vil væsentligt forbedre mulighederne inden for kvanteberegning, især når den kombineres med de seneste fremskridt inden for kvantekredse og logiske kvantekredse. Neutrale atomer fremstår som en lovende platform for kvanteberegning, idet en stabil strøm af store atomarray-fremstillinger styrker deres bæredygtighed.
Det ultimative mål er at udnytte disse fremskridt til at gøre en betydelig indflydelse på forskellige områder ved at muliggøre simuleringer og beregninger, som i øjeblikket er umulige med klassiske beregningsteknologier. Evnen til at opretholde store, kontinuerligt opererede atomarrays kunne åbne for nye indsigter og gennembrud inden for kvantesimuleringer, kvantemetrologi og informationsopgaver, hvilket bringer os tættere på realiseringen af kvanteberegningens fulde potentiale.
Forskningsholdet bestående af Flavien Gyger, Maximilian Ammenwerth, Renhao Tao, Hendrik Timme, Stepan Snigirev, Immanuel Bloch og Johannes Zeiher gennemførte denne undersøgelse på Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST), Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität og PlanQC GmbH.
The source of the article is from the blog mgz.com.tw