Kwantumcomputatie-ingenieurs aan UNSW Sydney hebben een belangrijke doorbraak bereikt in de codering van kwantuminformatie. In een recente studie gepubliceerd in Nature Communications heeft het team aangetoond dat ze in staat zijn om kwantuminformatie op vier unieke manieren te coderen in een enkel atoom, specifiek een antimoonatoom ingebed in een siliciumchip. Deze vooruitgang zou mogelijk de uitdagingen kunnen aanpakken van het bedienen van miljoenen kwantumrekeneneenheden binnen een kleine ruimte.
De keuze voor antimoon als coderingsagent was strategisch vanwege zijn acht verschillende kwantumtoestanden binnen zijn kern en een elektron met twee kwantumtoestanden, wat resulteert in in totaal 16 kwantumtoestanden binnen een enkel atoom. In vergelijking: het bereiken van hetzelfde aantal toestanden met standaard kwantumbits (qubits) zou vereisen dat vier aparte eenheden worden geproduceerd en gekoppeld.
Hoofdauteur Irene Fernandez de Fuentes legt uit dat het team in staat was om het antimoonatoom te controleren via verschillende methoden, zoals oscillerende magnetische velden, magnetische resonantie, elektrische velden en “flip-flop” qubits. Alle vier methoden werden met succes geïmplementeerd in dezelfde siliciumchip, waardoor ontwerpers meer flexibiliteit krijgen bij het ontwikkelen van toekomstige kwantumrekenchips.
De betekenis van deze doorbraak ligt in het potentieel van kwantumcomputers om complexe berekeningen en simulaties uit te voeren binnen enkele minuten, terwijl conventionele supercomputers er jaren over zouden doen. Terwijl andere teams vooruitgang hebben geboekt in het verhogen van het aantal functionerende qubits, richt de aanpak van UNSW zich op het integreren van kwantumcomputatie met bestaande siliciumchip-technologie, waardoor de potentieel van miljoenen qubits in een compacte ruimte mogelijk is.
Vooruitgaand is het team van plan om de unieke mogelijkheden van het antimoonatoom te benutten om meer geavanceerde kwantumoperaties uit te voeren en streeft ernaar om een fout-gecorrigeerde logische qubit binnen een enkel atoom te bouwen. Deze vooruitgang zal cruciaal zijn voor het opschalen van siliciumkwantumhardware en het realiseren van het commerciële potentieel van kwantumcomputatie.
In conclusie, de succesvolle codering van kwantuminformatie binnen een enkel atoom is een significante stap voorwaarts voor vooruitgang in de kwantumcomputatie. Door gebruik te maken van de unieke eigenschappen van antimoon, heeft het team aan UNSW Sydney het potentieel aangetoond voor compacte en efficiënte kwantumcomputatiesystemen.
The source of the article is from the blog karacasanime.com.ve