Японские ученые запустили самый быстрый в мире двухкубитный квантовый вентиль — базовый элемент квантового компьютера, совершающий операцию над двумя кубитами. Исследователи использовали новый метод управления охлажденными атомами, захваченными оптическим пинцетом, с помощью вспышек лазерного излучения. Новый вентиль может проводить операцию всего лишь за 6,5 наносекунды. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Photonics.
Квантовые компьютеры на холодных атомах позволяют преодолеть некоторые ограничения сверхпроводящих квантовых компьютеров и квантовых компьютеров с захваченными ионами — передовой технологии на данный момент. В них атомы представляют собой естественные квантовые системы, которые могут хранить квантовые биты информации, или «кубиты». Так как атомы охлаждены, хорошо изолированы от окружающей среды и независимы друг от друга, время, в течение которого сохраняется квантовая суперпозиция (существование кубита одновременно «в состоянии 0 и 1»), может достигать нескольких секунд. Манипулируя атомами с помощью импульсов лазерного излучения длительностью всего несколько пикосекунд (10-12 с), исследователи из Национального института естественных наук Японии получили самый быстрый в мире двухкубитный вентиль, выполняющий операцию всего за 6,5 наносекунды (10-9 с).
Квантовые вентили — основные элементы, из которых состоят квантовые вычисления. Они соответствуют логическим элементам, таким как И/ИЛИ в обычных компьютерах. Двухкубитные вентили позволяют производить операции сразу над двумя кубитами. В течение последних двух десятилетий ученые стремились создать более быстрые вентили, которые позволили бы избежать воздействия внешнего шума, снижающего точность вычислений.
Новый двухкубитный квантовый вентиль для квантового компьютера на холодных атомах стал самым быстрым в мире. Для его создания исследователи использовали атомы, охлажденные почти до абсолютного нуля, захваченные оптическим пинцетом и расположенные на расстоянии около микрона друг от друга. По мнению авторов, этот сверхбыстрый вентиль, использующий лазерные импульсы для управления холодными атомами, захваченными оптическим пинцетом, станет совершенно новым аппаратным обеспечением для квантовых компьютеров будущего.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram .
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
