Fisika

Wetenskaplikes ontdek nuwe manier om kwantumrekenaars by kamertemperatuur te laat werk

Wetenskaplikes ontdek nuwe manier om kwantumrekenaars by kamertemperatuur te laat werk


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Kwantumrekenaar word al lank geprys as die toekoms van rekenaar, miskien as die toekoms van tegnologie. Dit is gesê dat die ingenieur van 'n kwantumrekenaar wat onder normale bruikbare omstandighede funksioneer, geen maklike taak vir navorsers is nie.

Een van die grootste struikelblokke waaraan navorsers van kwantumrekenaars moes werk, is die hantering van die temperatuur waarop hierdie toestelle moet werk. Histories het kwantumrekenaars net by baie lae laboratoriumtemperature gewerk. Omstreeks-460 grade Fahrenheit, vind kwantumrekenaars hul optimale werktemperatuur. Soos 'n mens kan raai, is dit nie 'n maklik bereikbare temperatuur vir enige kamer nie.

Al gesê, navorsers het pas 'n nuwe manier ontdek waarmee kwantumrekenaars by kamertemperatuur kan funksioneer. Dit kan die koste ernstig verlaag en die versperring vir toegang tot die skep van 'n kwantumtoestel verminder.

Die skepping van 'n kwantumrekenaar wat onder standaard termiese toestande werk, plaas navorsers 'n stap nader aan die skaal van kwantumrekenaars volgens 'n verskeidenheid gebruiksmassas.

Verstaan ​​wat die navorsers ontdek het

Die meeste qubits, wat die kwantumdeeltjies sentraal in die funksie van kwantumrekenaars is, werk slegs op supergeleidende materiale. Supergeleiers werk die beste by uiters lae temperature. Om dit te omseil, het die navorsers ondersoek ingestel na die gebruik van gebreke in silikonkarbied om die kwinkslae op hul onderskeie plekke te hou. Dit is nie net eenvoudiger nie, maar dit maak die masjiene ook baie goedkoper.

VERWANTE: KITAARLIKE INSTELLING VAN DIAMONDSNERE VERBETER KWANTUMHERINNE, STUDIEVINDINGS

Silikonkarbied, of SiC, is nie nuut in die kwantumrekenaarwêreld nie. Dit word al 'n geruime tyd ondersoek as 'n potensiële houer van kwbits vir kwantumrekenaars. Dit was egter eers toe navorsers van die Linköping-universiteit in Swede ontdek het dat dit die strukturele eienskappe van silikonkarbied effens kan verander sodat dit die kwinkslae perfek kan hou.

In hul artikel, gepubliseer in Nature, het dit te sê oor hul baanbrekende navorsing.

"Ons identifiseer 'n pad rondom hierdie nadele deur aan te toon dat 'n gemanipuleerde kwantumput die ladingstoestand van 'n kwbit kan stabiliseer. Deur gebruik te maak van digtheidsfunksionele teorie en eksperimentele sinchrotron X-straaldiffraksiestudies, konstrueer ons 'n model vir voorheen nie-toegeskrewe puntdefektasiesentrums in silikon hardmetaal as 'n byna stapelende aksiale afwyking van die fout en toon aan hoe hierdie model die robuustheid van hierdie defekte teen fotoionisasie en stabiliteit by kamertemperatuur verklaar. "

In wese is die navorsers besig om die silikonkarbied op atoomvlak aan te pas om te verseker dat hulle die qubits op hul plek kan hou. Hulle maak atoomgrootte defekte aan in die materiaal waarin hulle 'n qubit kan hou.

Igor Abrikosov, professor, wetenskaplike adviseur van laboratorium vir materiaalmodellering en -ontwikkeling aan NUST MISIS, hoof van die afdeling teoretiese fisika aan die Departement Fisika, Chemie en Biologie, Linköping Universiteit, het dit so verduidelik:

'Om 'n qubit te skep, word 'n puntdefek in 'n kristalrooster opgewek met behulp van laser, en wanneer 'n foton uitgestraal word, begin hierdie defek verlig. Daar is voorheen bewys dat ses pieke in die helderheid van SiC waargeneem word, onderskeidelik van PL1 tot PL6 genoem. Ons het uitgevind dat dit te wyte is aan 'n spesifieke gebrek, waar 'n enkele 'verplaasde' atoomlaag, 'n stapelfout genoem, naby twee vakante posisies in die rooster verskyn '

In 2019 het navorsers ook geëksperimenteer met die veranderinge op die atoomvlak tipe, maar in die vorige geval het hulle met diamante gewerk. Die voordeel van die gebruik van silikonkarbied is dat dit aansienlik goedkoper is as om diamante te gebruik.

Navorsers by @yokohama_saigai het geometriese draai-qubits in diamant-NV-sentrums geskep en gemanipuleer by kamertemperatuur en geen magnetiese veld nie. Hulle demonstreer langlewende kwantumherinneringe deur universele holonomiese hekke vir kwantumherhalers. Https://t.co/jB14QE3TZq

- Austin Bradley (@AustinToMars) 13 Augustus 2018

In teorie moet dit alles werk, maar soos baie dinge in die kwantumwêreld, is dit moeiliker om die navorsers se teorieë te toets as wat u sou dink.

Wat voorlê vir die navorsers

Die begrippe en wiskunde agter die gebruik van silikonkarbied om kwbits by kamertemperatuur te hou, kyk alles, maar die navorsers het 'n aantal praktiese hindernisse wat nog in die pad staan.

Hulle moet 'n proses ontwikkel wat hulle in staat stel om die gebreke strategies in die SiC te plaas presies waar hulle dit nodig het. Die navorsingspan moet in wese hul eie prosesse ontwikkel om dit te doen, wat volgens die span 'n tydjie sal duur.

VERWANTE: NUWE NAVORSING BRING ONS EEN STAP NADER AAN 'N FUNKSIONERENDE KWANTUMREKENAAR

Aan die einde van die dag is die ontdekkings wat deur die span van die Linköping Universiteit gemaak is, nog in hul vroeë stadiums om praktiese doeltreffendheid aan te toon. Dit lyk alles belowend, en binnekort het kwantumwetenskaplikes 'n baie makliker manier om die kernstruktuur van kwantumrekenaars te ontwikkel.


Kyk die video: Northern Industrial Hand Truck - 6-Wheeled Stair Climber (Oktober 2022).