Kwantowa bramka logiczna na krzemie

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Na australijskim Uniwersytecie Nowej Południowej Walii (UNSW) powstała pierwsza kwantowa bramka logiczna zbudowana na krzemie. O sukcesie inżynierów poinformowano na łamach Nature. To, co osiągnęliśmy, zmienia zasady gry - mówi profesor Andrew Dzurak. Zaprezentowaliśmy dwukubitową bramkę logiczną, która - co najważniejsze - została zbudowana na krzemie. Jako, że użyliśmy tych samych technologii, jakie są używane we współczesnych chipach komputerowych, sądzimy, że producentom będzie znacznie łatwiej wdrożyć do produkcji naszą technikę niż którąkolwiek z obecnie proponowanych technik opierających się na egzotycznych technologiach. Profesor Dzurak dodaje, że jeśli komputery kwantowe mają rzeczywiście zastąpić tradycyjne maszyny, to dla ich działania zasadnicza będzie możliwość przeprowadzania operacji na jednym i dwóch kubitach. Dzurak ma spore doświadczenie w pracy nad technologiami kwantowymi. W 2012 roku wchodził w skład zespołu, który jako pierwszy uzyskał kubit na krzemie.

Skonstruowanie pierwszej dwukubitowej kwantowej bramki logicznej na krzemie oznacza, że mamy już wszystkie elementy potrzebne do zbudowania działającego kwantowego komputera. Mimo, że obliczenia kwantowe cieszą się olbrzymim zainteresowaniem, to komputer kwantowy był jak kot Schrödingera. Teoretycznie możliwy, ale w praktyce nieosiągalny - mówi profesor Mark Hoffman. Postęp dokonany przez zespół z UNSW może to zmienić. Technologia, którą opracowaliśmy i przetestowaliśmy, może pozwolić na przekroczenie granicy pomiędzy teoretycznym a praktycznym zastosowaniem komputerów kwantowych.

Zmieniliśmy krzemowe tranzystory w kwantowe upewniając się, że z każdym z nich związany jest tylko jeden elektron. Następnie w spinie elektronu przechowywaliśmy wartości 0 i 1 - wyjaśnia Dzurak. Zespół uczonego zaprojektował i opatentował pełnowymiarowy kwantowy procesor krzemowy. Teraz uczeni szukają w przemyśle partnera, który wyprodukuje taki układ.

« powrót do artykułu

[Jarek Duda 138]

 

Skonstruowanie pierwszej dwukubitowej kwantowej bramki logicznej na krzemie oznacza, że mamy już wszystkie elementy potrzebne do zbudowania działającego kwantowego komputera.

To nie jest tak że wystarczy połączyć bramki kwantowe i dostaniemy komputer kwantowy - kluczowe jest utrzymanie superpozycji, którą błyskawicznie niszczy termodynamika, jak np. "puszczenie kubita kablem".

[pogo 102]

Wystarczy aby utrzymał się do końca trwania operacji i żeby szybko można było znów utworzyć superpozycję.

[Jarek Duda 138]

Możliwość "szybko znowu utworzyć superpozycję" nie wystarcza - konieczne jest utrzymanie jednej przez cały proces.

 

Ogólnie polecam zainteresować się kwantową korekcją błędów, czyli właśnie walką z tą dekoherencją - ochrona przed prostym błędem wymaga np. zdziesięciokrotnienia ilości bramek ... co prowadzi do możliwych kolejnych błędów przed którymi należy zabezpieczyć ... i tak dalej ...