Несколько методов управления всего одним атомом
Инженеры по квантовым вычислениям из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее показали, что они могут кодировать квантовую информацию — специальные данные в квантовом компьютере — четырьмя уникальными способами внутри одного атома внутри кремниевого чипа. Это решение может облегчить некоторые проблемы, связанные с управлением десятками миллионов квантовых вычислительных устройств всего на нескольких квадратных миллиметрах кремниевого квантового компьютерного чипа. В статье, опубликованной в журнале Nature Communications, инженеры описывают, как они использовали 16 квантовых «состояний» атома сурьмы для кодирования квантовой информации. Сурьма — это тяжелый атом, который можно имплантировать в кремниевый чип, заменив один из существующих атомов кремния. Он был выбран потому, что его ядро обладает восемью различными квантовыми состояниями, а также электрон с двумя квантовыми состояниями, в результате чего в общей сложности получается 8 x 2 = 16 квантовых состояний, и все это в пределах одного атома.
Для достижения того же количества состояний с использованием простых квантовых битов (или кубитов, базовой единицы квантовой информации) потребуется изготовить и соединить четыре из них. Ведущий автор Ирен Фернандес де Фуэнтес говорит, что команда под руководством профессора Scientia Андреа Морелло опиралась на более чем десятилетнюю работу, которая установила различные методы квантового контроля и показала, что все они возможны в пределах одного и того же атома. Атом сурьмы был имплантирован в чип коллегами из Мельбурнского университета с использованием оборудования ускорителей тяжелых ионов Австралийского национального университета. «Во-первых, мы показали, что можем управлять электроном сурьмы с помощью колеблющегося магнитного поля, подобно прорыву в 2012 году, когда кубит был впервые продемонстрирован в кремнии», — говорит она. «Затем мы показали, что можем использовать магнитное поле для управления вращением ядра сурьмы. Это стандартный метод магнитного резонанса, который используется, например, в аппаратах МРТ в больницах. Третий метод заключался в управлении ядром атома сурьмы. с электрическим полем, что было обнаружено по счастливой случайности в 2020 году.
«И четвертый способ заключался в том, чтобы управлять как ядром сурьмы, так и электроном, находясь в оппозиции друг к другу, используя электрическое поле с помощью так называемых триггерных кубитов, что было продемонстрировано этой командой в прошлом году. «Этот последний эксперимент показывает, что все четыре метода могут использоваться в одном и том же кремниевом чипе с одной и той же архитектурой». Преимущество четырех разных методов заключается в том, что каждый из них дает компьютерным инженерам и физикам большую гибкость при проектировании будущих чипов квантовых вычислений. Например, магнитный резонанс быстрее электрического, но магнитное поле широко распространяется в пространстве, поэтому оно может воздействовать и на соседние атомы. Электрический резонанс, хотя и медленнее, может применяться очень локально, чтобы выбрать один конкретный атом, не затрагивая ни одного из его соседей. «Благодаря этому большому атому сурьмы у нас есть полная гибкость в том, как мы можем интегрировать его со структурой управления на кремниевом чипе», — говорит профессор Морелло.
Квантовые компьютеры будущего будут иметь миллионы, если не миллиарды кубитов, работающих одновременно для обработки чисел и моделирования моделей за считанные минуты, на создание которых у современных суперкомпьютеров уйдут сотни или даже тысячи лет. Хотя некоторые команды по всему миру добились прогресса в использовании большого количества кубитов, например модель Google с 70 кубитами или версия IBM, в которой их более 1000, им требуется гораздо больше места, чтобы их кубиты могли работать, не мешая друг другу. Но подход, который проф. Морелло и другие коллеги избрали в Университете Нового Южного Уэльса, заключается в разработке квантовых вычислений с использованием технологий, уже используемых для создания обычных компьютеров. Хотя прогресс может быть медленнее с точки зрения количества рабочих кубитов, преимущество использования кремния будет означать возможность иметь миллионы кубитов на квадратный миллиметр чипа. «Мы инвестируем в технологию, которая сложнее и медленнее, но по очень веским причинам, одна из которых — чрезвычайная плотность информации, с которой она сможет справиться», — говорит профессор Морелло.
«Очень хорошо иметь 25 миллионов атомов в квадратном миллиметре, но вам придется управлять ими один за другим. Гибкость, позволяющая делать это с помощью магнитных полей, электрических полей или любой их комбинации, даст нам много возможностей». варианты, с которыми можно поиграть при масштабировании системы». Далее группа будет использовать большое вычислительное пространство атома сурьмы для выполнения квантовых операций, которые гораздо более сложны, чем те, которые выполняются обычными кубитами. Они планируют закодировать «логический» кубит внутри атома — кубит, построенный на более чем двух квантовых уровнях, чтобы получить достаточную избыточность для обнаружения и исправления ошибок по мере их возникновения. «Это следующий рубеж практического и полезного оборудования для квантовых компьютеров», — говорит профессор Морелло. «Возможность построить логический кубит с исправлением ошибок внутри одного атома станет огромной возможностью для масштабирования кремниевого квантового оборудования до такой степени, что оно станет коммерчески полезным».
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

В один прекрасный день ИИ сможет выполнять всю нашу работу

В сеть просочился отчет о встрече ВМС США с НЛО

Давайте поговорим о неопознанных подводных объектах

Доказательства существования инопланетной жизни

Жизнь нужно искать в пурпурных мирах

Жители графства Дербишир взбешены таинственным жужжанием

Как философы воспринимали инопланетную жизнь

Метеорит, пробивший крышу дома во Флориде, прилетел с МКС

Миссия НАСА Солнечный парус готовится к запуску

На протяжении 600 лет манускрипт Войнича остается загадкой

НАСА ищет дешевый способ доставки образцов с Марса

Обнаружена самая массивная черная дыра в нашей галактике

Паранормальные корни программы Пентагона по НЛО

Подтвержден полет аппарата Dragonfly к Титану

Правительство пытается скрыть правду о НЛО

Пурпурные миры населены инопланетянами

Робот-гуманоид Ameca может имитировать человеческую речь

Тестирование технологий для полета на Марс

Человекоподобный НЛО замечен в небе Калифорнии

Я встретил лысых инопланетян–гуманоидов

В небе Калифорнии замечен странный НЛО

Великобритания разрабатывает правила для ИИ

Город богов разрушило мегаземлетрясение

Еще один механизм выживания тихоходок в космосе

Жуткое послание убийцы Зодиака

Квантовый интернет все ближе

Ковчег Завета питал Великую пирамиду Гизы

Морской офицер выражает тревогу по поводу водных НЛО

Нет доказательств существования инопланетных технологий

Новая книга дает представление о космических поисках жизни

Обнаружили близкую массивную черную дыру

Перепись ближайших окрестностей Солнца

Проект по классификации гамма-всплесков

Пурпурный, а не зеленый цвет - цвет жизни на экзопланетах

Стивен Спилберг снимет новый фильм об НЛО

Тайна объекта в форме сердца на поверхности Плутона

Тайна орбитальной нестабильности планет-гигантов

Технология передачи энергии с космических электростанций

Церера таит в себе мрачную тайну

Электричество и батарейки древних египтян

Yeezy Boost 350 v2 Black Черные. Икона Стиля и Инновации

Билл Гейтс поддерживает искусственный интеллект

В небе Калифорнии замечен таинственный объект

В пещерах на Марсе могут находиться инопланетяне

Геолог-любитель получил сильные ожоги от НЛО

Житель Лондона принял вертолет за НЛО

За НЛО отправляйтесь в маленький городок в Висконсине

Звездолеты помогут в поисках новых физических явлений

Интернет может достичь квантовой скорости

Космические силы США готовятся к первой в истории миссии

Министерство обороны публикует документы Kona Blue

Нейтронные звезды нагреваются от аннигиляции темной материи

Нострадамус предсказал войну в 2024 году

Победителем президентских выборов в 2032 году станет робот

Подводные НЛО ставят под угрозу морскую безопасность США

Подводный НЛО сняло исследовательское судно

Проклятая могила с 450 обезглавленными вампирами

Рассекреченный отчет раскрывает дематериализацию НЛО

Тайна высоких уровней энергии в звездных сверхвспышках

Уважаемый астроном не верит в теории заговора об НЛО

Ярчайший гамма-всплеск породила коллапсирующая звезда

Франшиза Pro.Travel. Предпринимательский успех Татьяны Мамаевой

Возвращение денежных средств пострадавшим от брокеров-мошенников. Путь к справедливости

Встреча с НЛО, от которой у человека расплавились пальцы

Детеныш инопланетянина найден в мексиканской пещере

Инопланетяне помешали человечеству скатиться к ядерной войне

Как ученые сообщат человечеству об инопланетянах

Канадский рейтинг мест для наблюдения НЛО

Ключ к поиску жизни в отдаленных мирах

Лучшие наблюдения НЛО в Северной Каролине

Люди не верят, что никаких НЛО нет

Мужчина получил сильные ожоги при встрече с НЛО

Мужчина с разбитым сердцем построил Космические врата

Музей странного и чудесного в Канзасе

Настоящие убежища из сериала Fallout уже построены

НЛО заметили над долиной Нижнего Гудзона

НЛО около Антарктиды - ошибка программного обеспечения

НЛО представляют угрозу безопасность на море

Подводные НЛО ставят под угрозу морскую безопасность США

Призрачные нарушения звездных потоков темной материей

Термодинамика поможет описать расширение Вселенной

Что это за НЛО замечен над штатом Нью-Йорк

Эксцентриситет орбиты создал океан на Мимасе

Более четверти россиян верят в существование инопланетян

Гигантские человеческие скелеты в пещере Лавлок

Глобальное потепление лишит Антарктиду 76% метеоритов

Девочки-близнецы испытывают одинаковые чувства

Древнеиндийская мандала в районе линий Наска

Древние легенды и мифы рассказывают о ануннаках

Женщина чудом выжила после удара молнии

ИИ может притворяться более глупым, чем есть на самом деле

История об оборотнях пронизана загадками и тайнами

Клетки поджелудочной железы пересадят от свиньи человеку

Космические кладбища, затмение и ждать ли НЛО

Космические силы США планируют провести учения на орбите

Магическая сила, делающее тело неуязвимым

Маленькие человечки похитили мужчину

Под Уфой заметили НЛО

Таинственные лабиринты Чинканас

Тайна упавшей в Омске кометы и 17000 фото НЛО

Тайны европейских подземных тоннелей

Тело фанатки вампиров нашли обескровленным

Экстрасенс нашел место захоронения пропавшего мальчика

Гильотинные ножницы по металлу. Назначение и критерии выбора

Как выбрать массажное кресло

Франшиза CyberSeller под управлением Азата Аширова

Большинство людей хотят заниматься сексом с роботами

Будущие эпидемии могут возникнуть из-за ИИ

В Башкирии жители заметили НЛО в небе

В новом отчете Пентагона по НЛО есть серьезные недостатки

Вычисление точных размеров экзопланет

Зонд для поисков жизни на спутниках Юпитера

Кислород и углерод улетучиваются из магнитосферы Венеры

Мы не готовы к вторжению инопланетян

НЛО замечен небе над Екатеринбургом

Новая идея для космических солнечных батарей

Обнаружены звездные ветры от трех солнцеподобных звезд

Поиски неуловимого Лох-Несского чудовища

Призрак опрокидывает напитки в одном из пабов Британии

Странный сигарообразный НЛО над шоссе в Миссури

Существо-муравей замечено на Марсе

Тёмная материя повышенной плотности существует

Ужасающая реальность ядерной радиации

Уэльс - горячая точка внеземной активности

Человек-сатана сменил имя на Дьявол

Ярчайший гамма-всплеск произошел из-за коллапса звезды

Беспроводная передача энергии поможет изучить Луну

Бывшая жена призрака стала ведьмой

В поисках асимметрии между материей и антивеществом

Какая часть атмосферы Венеры образуется за счет вулканов

Наблюдения НЛО в Канаде продолжаются

НАСА попросили помочь в поисках Лох-Несского чудовища

Необъяснимая аномалия вблизи Антарктиды движется на север

Новый сейсмодатчик для обнаружения лунотрясений

Порнозвезда рассказала о своем столкновении с призраками

Раскрывая секреты НЛО. Взгляд доктора Стивена Грира

Солнечные паруса нового поколения готовы к запуску

Столкновение звезд раскрывает звездную тайну

Терминаторы могут появиться уже в следующем году

Триггеры нового поколения для детекторов ЦЕРН

Удивительные горячие точки НЛО в Техасе

Ученые БАК изучают звездные пути инопланетян

Физика и математика стоящие за 'Задачей трех тел'

Человек появился спустя 30 лет без памяти

Черная дыра замечена вблизи Кейптауна

Черный НЛО замечен над океаном около Тампы

Для изучения астероидов потребуются разумные зонды

Доказательство путешествий во времени

Дьявол будет парить в вышине, вызывая изумление

Если на Европе и есть гейзеры, то они очень слабые

Затмения лежат в основе усилий по изучению экзопланет

ИИ может воспроизвести голос любого человека

Как искусственные сотрудники повлияют на живых

Конспирологи опасаются демонических порталов

Люди плохо разбираются в теориях заговора

Новая свидетельница похищения инопланетянами в Паскагуле

Обнаружена новая молодая и теплая экзопланета

Питательные вещества для жизни на экзопланетах

Платформа из графита левитирует без электричества

Пугающая деталь в паспорте Нео

Роль Млечного Пути в древнеегипетской мифологии

Создатель аугментов вернулся к работе

Техас заменяет тысячи экзаменаторов-людей на ИИ

Технологии НАСА помогают защититься от лунной пыли

Фирма Synchron начинает испытания мозговых чипов на людях

Что будет с Землей, когда погаснет Солнце

Бигфут скрывается в горах с таинственной энергией

Биокомпоненты оказались стабильны в атмосфере Венеры

В Сочи корабли полетели над морем

Звезда бросает вызов происхождению быстрых радиовсплесков

НЛО в Розуэлле по-прежнему окутывает Вашингтон

Паранормальная природа встреч с НЛО и связь между ними

Почему так трудно бурить на поверхности планет

Разоблачители и поиск внеземной жизни

Самое необычное место для отдыха в Колорадо

Смотрите фильмы о непознанном на Netflix

Создали метажидкость с программируемыми свойствами

Тайна мумии русалки раскрыта

Тайна однобокой геологии Луны

Теории заговора вокруг Георга III и королевы Шарлотты

Ужасные рога мужчины-дьявола и женщины-носорога

Ученые БАК пытаются открыть пути инопланетян

Четыре ключевых вопроса об инопланетных технологиях

Что мы могли бы построить из лунного реголита

Южнокорейский зонд приняли за НЛО

Я был похищен долговязыми инопланетянами

Подписка на новости
Наверх