Superlaidusis kubitų masyvas rodo kelią link kvantinių kompiuterių

transMon

Pilnai funkcionuojantis kvantinis kompiuteris yra vienas iš  šventųjų gralių. Skirtingai nuo įprastų kompiuterių, kvantinė versija naudoja kubitus (kvantiniai bitai), kurie yra daugelio būsenų kvantinio reiškinio  panaudojimas. Kai bus realizuotas, kvantinis kompiuteris tam tikruose skaičiavimuiose bus milijonus kartų galingesnis , nei šiandienos superkompiuteriai.

Fizikai pasislinko vienu žingsniu arčiau paverčiant Kvantinį kompiuterį realybe, parodydami naują patikimumo lygį penkių kubitų masyve. Kvantinis skaičiavimas remiasi kvantinės mechanikos aspektais – tokiu kaip superpozicija. Ši sąvoka remiasi tuo, kad bet koks fizinis objektas, pavyzdžiui, atomas ar elektronas – ką kvantiniai kompiuteriai naudoja informacijos saugojimui – gali egzistuoti visose savo teorinėse būsenose tuo pačiu metu. Tai galėtų pakelti lygiagretaus skaičiavimo metodus į naujas aukštumas.

„Kvantinė įranga yra labai, labai nepatikima, lyginant su klasikine aparatūra, “ – sako Ostinas Fowler’is darbuotojai mokslininkas iš fizikos departamento , kurio teorinis darbas įkvėpė Martinis’o grupės eksperimentus. -“ Net geriausias moderniausia įranga yra nepatikima. Mūsų straipsnyje parodyta, kad pirmą kartą buvo pasiektas patikimumas.“

transMon
Penki kryžiaus formos įrenginiai yra transmon kubito Xmon variantas, patalpintas į linijinį masyvą.
piešinys: Erik Lucero

Tuo tarpu Martinis’o grupė parodė logines operacijas prie slenksčio, o masyvas privalo veikti žemiau šios ribos kad turėtų priimtiną paklaidą. “ Kubitai yra su trūkumais, todėl yra būtina klaidų korekcija“, sakė studentas ir bendra- autorius Julian Kelly, dirbęs su penkių kubitų masyvu.

„Mums reikia tai pagerinti, ir mes norėtume išplėsti į didesnes sistemas ,“ – sakė vedantysis autorius Rami Barends , mokslų daktaras su grupe. – „Tikroji  kontrolės ir susietumo fizika nebus pakeista , bet su tuo reiškiniu inžinerija gaus didelį iššūkį.“

Unikali grupės masyvo konfigūracija pareina iš geometrijos lankstumo superlaidžiame lygyje, kas leido mokslininkams sukurti kryžiaus formos kubitus, kuriuos jie pavadino Xmons. Superlaidumas atsiranda, kai tam tikros medžiagos yra atšaldomas iki kritinio lygio, o tai pašalina elektrinę varžą ir eliminuoja magnetinius laukus. Komanda nusprendė patalpinti penkis Xmons vienoje eilutėje, kur kiekvienas kubitas „bendrauja“ su savo artimiausiu kaimynu, paprastas, bet veiksmingas išdėstymas.

„Jei norite sukurti kvantinį kompiuterį, jums reikia dvimačio tokių kubitų masyvo , o klaidų lygis turėtų būti mažesnis nei 1 proc ,“ sakė Fowler. „Jei mes galėtume gauti viena eile mažesnį – apie 10¯³ (arba 1 / 1000) visuose mūsų vartuose – mūsų kubitai gali tapti komerciškai perspektyviais.

skaityti daugiau: http://www.sciencedaily.com