Zespołowi naukowców udało się opracować najszybszą na świecie dwukubitową bramkę dzięki użyciu zupełnie nowej metody manipulowania atomami o rozstawie mikrometrów za pomocą ultraszybkiego lasera. Całość odbywała się w temperaturze zera absolutnego. To właśnie bramki dwukubitowe są źródłem wysokiej wydajności komputerów kwantowych.
Każdy z nas chociaż raz w życiu słyszał o komputerach kwantowych. Mimo, iż ta technologia uważana jest za przełom w dziedzinie wymagających obliczeń, tylko nieznaczna część ludzkości miała z nią bezpośredni kontakt. Niemniej jednak prace nad rozwojem komputerów kwantowych trwają, a tym razem doszły do nas informacje o kolejnym kamieniu milowych, który został osiągnięty. Grupie badaczy udało się wykonać najszybszą na świecie dwukubitową bramkę. Osiągnięcie było możliwe dzięki wykorzystaniu zupełnie nowej metody manipulowania atomami o rozstawie mikrometrów za pomocą ultraszybkiego lasera, który świecił przez 10 pikosekund (jedna bilionowa sekundy). W tym celu należało schłodzić wspomniane atomy to temperatury zera absolutnego (-273,15°C). Opracowane do tej pory techniki, w połączeniu z najnowszymi odkryciami pozwalają naukowcom na układanie szeregów schłodzonych atomów w dowolne kształty za pomocą tak zwanej pęsety optycznej.
Naukowcom udało się opracować najszybszą na świecie bramkę dwukubitową dzięki wykorzystaniu techniki manipulowania atomami przy zastosowaniu ultraszybkiego lasera. Całość odbywała się w temperaturze zera absolutnego
fot: Dr. Takafumi Tomita (IMS)
Możliwe jest także obserwowanie każdego atomu z osobna. Z uwagi na fakt, iż atomy są naturalnymi układami kwantowymi, mogą one przechowywać kwantowe bity informacji (kubity). Bramki kwantowe to z kolei podstawowe elementy, odpowiadające znanym nam z konwencjonalnych komputerów bramkom logicznym, takim jak AND, czy OR. W przypadku technologii kwantowej istnieją bramki jednokubitowe, które manipulują stanem pojedynczego kubitu. Są także bramki dwukubitowe, które stanowią podstawę wysokiej wydajności, jednak ich wykorzystanie jest bardzo wymagające. Tym razem udało się zaimplementować jedną z najważniejszych dwukubitowych bramek nazywaną "kontrolowaną bramką Z".
Jej dokładność jest jednak łatwo degradowana przez szum z otoczenia oraz lasera. Z uwagi na to, że skala czasowa szumu jest wolniejsza niż jedna mikrosekunda, utworzenie wystarczająco szybkiej bramki pozwoli na uniknięcie lub chociaż znaczące zredukowanie przekłamań. Ultraszybka bramka o czasie trwania 6,5 nanosekundy utworzona za pomocą schłodzonych atomów jest ponad dwa razy szybsza niż szum, co oznacza, że można ignorować zniekształcenia. Poprzedni rekord w tej dziedzinie padł w 2020 roku i wynosił 15 nanosekund. Osiągnięte tym razem wyniki mogą znacząco wpłynąć na badania oraz rozwój techniki manipulowania schłodzonymi atomami za pomocą lasera. Czekamy zatem na kolejne udane eksperymenty.
Zobacz także:
- Apple zaleca używanie "Tajwan, Chiny" oraz "chińskie Tajpej" jako miejsca produkcji
- Samsung Galaxy S23 Ultra z dużą baterią i nowym Snapdragonem
- Intel Core i9-13900K z zegarem 5,8 GHz rozkłada na łopatki 64-rdzeniowego Threadrippera 3990X
Pokaż / Dodaj komentarze do: Utworzono najszybszą na świecie bramkę dwukubitową. Czeka nas rewolucja komputerów kwantowych?