Nedavni poskus, ki ga je izvedla skupina raziskovalcev iz Münchnskega kvantnega doline, je dosegel pomemben napredek pri neprekinjenem delovanju velikih atomskih matrik, kar nas približuje razvoju razširljivih in napak-tolerantnih kvantnih računalnikov. Vodil jih je Johannes Zeiher, svetoval pa jim je Immanuel Bloch. Ekipi je uspelo povečati velikost kvantnih nizov nevtralnih atomov, pri čemer so dosegli neprekinjeno delovanje matrike s 1.200 atomi več kot eno uro.
V svojem poskusu, ki so ga izvedli na inštitutu Maxa Plancka za kvantno optiko, so raziskovalci predstavili inovativno metodo, ki naslavlja enega glavnih izzivov pri razširjanju pristopa nevtralnih atomov. Tipično povečevanje nevtralnih atomskih matrik v optičnih rešetkah ali kleščah zahteva daljše pripravljalne čase, ko se velikost sistema povečuje. Ekipa je ta izziv s svojo metodo premagala, pri čemer gre za recikliranje atomov iz ene poskusne serije v naslednjo ter neprekinjeno ponovno nalaganje in dodajanje atomov v matriko.
S pomočjo te tehnike so raziskovalci uspešno oblikovali gosto zasedene matrike s preko 1.000 atomi v optični rešetki. Ekipi je uspelo doseči čas cikla 2,5 sekunde, kjer so v vsakem ciklu ponovno naložili približno 130 atomov. S stalnim vzdrževanjem matrik in ohranjanjem njihove velikosti ter gostote čez čas so presegli prejšnje omejitve velikosti sistema in čas priprave.
Uspeh tega poskusa predstavlja pomemben korak naprej pri delovanju velikih kvantnih sistemov. Odpira nove možnosti za uporabo kvantnega računalništva tako, da obide omejitve velikosti sistema in časa priprave. Poleg tega je neprekinjeno delovanje velikih atomskih matrik ključno za razvoj razširljivih in napak-tolerantnih kvantnih računalnikov, saj omogoča reševanje kompleksnih problemov, ki so trenutno onkraj zmogljivosti klasičnih računalniških metod.
Glede na naprej, ekipa pričakuje, da bi njihova tehnika lahko pripeljala do še večjih atomskih matrik, ki bi lahko vsebovale okoli 10.000 atomov. Ta razširljivost bi močno izboljšala zmogljivosti kvantnega računalništva, še posebej, če se kombinira z nedavnimi napredki v kvantnih vratcih in logičnih kvantnih vezjih. Nevtralni atomi se kažejo kot obetavna platforma za kvantno računalništvo, pri čemer stalni tok napredkov v velikih atomskih matrikah krepi njihovo izvedljivost.
Končni cilj je uporabiti te napredke, da bi imeli pomemben vpliv na različna področja s pomočjo simulacij in izračunov, ki so trenutno nemogoči z uporabo klasičnih računalniških tehnologij. Zmožnost vzdrževanja velikih, neprekinjeno delujočih atomskih matrik bi lahko odklenila nove vpoglede in preboje v kvantnih simulacijah, kvantni metrologiji ter informacijskih nalogah, kar nas še bolj približuje uresničitvi polnega potenciala kvantnega računalništva.
Raziskovalna ekipa, vključno s Flavienom Gygerjem, Maximilianom Ammenwerthom, Renhao Taojem, Hendrikom Timmejem, Stepanom Snigirevom, Immanuelom Blochom in Johannesom Zeiherjem, je ta študij izvedla na inštitutu Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Münchenskem centru za kvantno znanost in tehnologijo (MCQST), Fakultät für Physik, Univerzi Ludwig-Maximilian ter PlanQC GmbH.
Pogosta vprašanja
The source of the article is from the blog bitperfect.pe