Cercetătorii americani vor să construiască un computer quantic extrem de puternic
Cercetătorii au proiectat un computer cuantic 32 de qubiți care funcționează la temperaturi scăzute.
Junki Kim de la Universitatea Duke, Statele Unite ale Americii, va prezenta un nou design de hardware quantic în cadrul conferinței inaugurale OSA Quantum 2.0. Sistemul acesta va folosi ioni captivi care vor opera la temperaturi extrem de scăzute și, conform cercetătorului, ar trebui să reprezinte un pas important în obținerea computerelor cuantice practice, notează Phys.
În loc să folosească biți computerelor tradiționale care pot avea doar două stări: zero sau unu, calculatoarele cuantice folosesc qubiți care pot fi într-o superpoziție a stărilor de calcul. În termeni comuni, un astfel de bit cuantic se poate afla în ambele stări simultan: zero-unu, în loc de doar zero sau doar unu. Acest lucru permite calculatoarelor cuantice să rezolve probleme prea complexe pentru computerele tradiționale.
Folosirea ionilor captivi a reprezentat o evoluție importantă pentru sistemele de calcul cuantic, cu toate acestea această tehnologie trebuie să treacă printr-o serie de îmbunătățiri viitoare pentru a putea fi folosită în computerele practice.
„În colaborare cu Universitatea din Maryland, am proiectat și construit mai multe generații de calculatoare cuantice cu capcană ionică complet programabile”, a spus Kim. „Acest sistem este cel mai recent în efortul în care sunt abordate multe dintre provocările care conduc la fiabilitatea pe termen lung a sistemelor cuantice”, adaugă acesta.
Computerele cuantice cu capcană ionică
Calculatoarele cuantice cu ioni prinși răcesc ionii la temperaturi extrem de scăzute, ceea ce le permite să fie suspendate într-un câmp electromagnetic în vid și apoi manipulate cu lasere precise pentru a forma qubiți.
Până în prezent, obținerea unor performanțe de calcul ridicate în sistemele de capcane ionice la scară largă a fost împiedicată de coliziunile cu molecule de fundal care perturbă lanțul ionic. Kim și colegii săi au abordat aceste provocări prin folosirea unor tehici noi. Ionii sunt prinși într-o incintă de vid ultra-înaltă localizată în interiorul unui criostat cu ciclu închis răcit la temperaturi de -269.15 grade Celsius, cu vibrații minime. Acest aranjament elimină perturbarea lanțului de qubiți care rezultă din coliziunile cu moleculele reziduale din mediu și suprimă puternic încălzirea anormală de pe suprafața capcanei.
Cercetătorii au demonstrat că sistemul este capabil să încarce automat la cererea lanțurilor de qubiți ionici și poate efectua manipulări simple de qubit folosind câmpuri cu microunde. Echipa face progrese solide spre implementarea porților , într-o manieră care poate să se extindă până la 32 de qubiți compleți.
Detaliile legate de acest computer cuantic vor fi prezentate în cadrul conferinței OSA Quantum 2.0.
Citește și:
Cercetătorii au construit ”atomi giganți” care pot îmbunătăți computerele cuantice
Cercetătorii au creat un sistem cuantic care poate să fie operațional pentru perioade îndelungate