Le refroidissement de la qubit: l’informatique Quantique est plus stable

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Researchers relied on lasers and supercool temperatures to trap their qubit

Les chercheurs se sont appuyés sur les lasers et supercool températures de piéger leurs qubit

(Crédit: sakkmesterke/Depositphotos)

À l’intérieur des ordinateurs d’aujourd’hui, l’information est transférée sous la forme de bits, une unité de mesure de base qui peuvent avoir une valeur de zéro ou un. Dans la un jour monde de l’informatique quantique, l’information sera transféré par l’intermédiaire de qubits – unités comme des petits comme des photons ou des électrons à l’intérieur une sorte de piège. Parce que les qubits peut contenir une valeur à la fois comme un zéro et un, leur utilisation pourrait augmenter considérablement le calcul des vitesses. Mais qubits sont notoirement difficile à cerner des personnages et de l’inciter à rester immobile, ou même d’exister très longtemps, a été un défi. Maintenant, les scientifiques du MIT ont trouvé un moyen d’obtenir une molécule simple de rester stable pour “des centaines de fois plus longtemps que les chercheurs ont déjà atteint dans ces matières,” rendre utilisable qubit plus que jamais à la réalité.

Pour commencer, le MIT équipe a créé un simple à deux atomes de la molécule de sodium et de potassium. Selon Martin Zwierlein, MIT professeur de physique et chercheur principal dans MIT du Laboratoire de Recherche de l’Électronique, les molécules ont un avantage distinct sur les plus petites particules comme des atomes ou des électrons.

“Les molécules d’avoir plus de poignées que les atomes”, dit-il. “Elles peuvent vibrer, ils peuvent tourner, et en fait, ils peuvent fortement interagir les uns avec les autres, dont les atomes ont un moment difficile à faire. Généralement, les atomes doivent vraiment respecter les uns les autres, être sur le dessus de chaque autre à peu près, avant de voir qu’il y a un autre atome pour interagir avec, tandis que les molécules peuvent voir les uns les autres (sur des distances relativement longues). Afin de rendre ces derniers de parler les uns aux autres et effectuer des calculs, à l’aide de molécules est une bien meilleure idée que d’utiliser des atomes.”

Une fois que les molécules ont été créés, l’équipe entouré de milliers d’entre eux dans un microscopique nuage de gaz qui a ensuite été emprisonné à l’intersection de deux faisceaux laser. La prochaine étape, cependant, était la clé de la réussite de l’équipe. Les molécules ont été refroidie à environ 300 nanokelvins, quelques dix-millièmes de degré au-dessus du zéro absolu.

La chambre à vide dans laquelle l’expérimentation a eu lieu

(Crédit: MIT)

Cela a permis à l’équipe de contrôle de plus de trois caractéristiques importantes de molécules: vibration, de rotation et la direction dans laquelle les noyaux dans chacun des atomes pourraient être lancées. De plus, l’équipe a été en mesure de démontrer que les molécules à la surfusion de la température pourrait durer plus longtemps que les précédentes tentatives de maintien de qubits cohérente. Dans ce cas, qui équivalait à une seconde seulement, mais dans l’ahurissant monde de l’informatique quantique, qui représente un grand bond en avant dans la stabilité tant et si bien qu’une porte logique dans un ordinateur quantique qui pourrait empêcher les molécules stables pendant ce temps pourrait faire un nombre incroyable de calculs.

“Nous avons bon espoir que nous pouvons faire un soi-disant porte – c’est une opération entre deux de ces derniers – comme l’addition, la soustraction, ou qui sorte de l’équivalent en une fraction de milliseconde,” Zwierlein dit. “Si vous regardez le rapport, vous pouvez espérer faire de 10 000 à 100 000 porte des opérations dans le temps que nous avons de la cohérence dans l’échantillon. Ce qui a été mentionné comme une des exigences pour un ordinateur quantique, ce genre de ratio de la porte d’opérations à la cohérence des temps.”

Multiplier l’un de sodium/potassium molécule par mille et Zwierlein dit qu’un système peut effectuer des calculs tellement compliqué qu’aucun ordinateur existant pourrait être proche.

Bien sûr, un tel système est susceptible d’une décennie ou plus. Mais avec le travail comme ça, avec les progrès qui ont aidé les ordinateurs quantiques d’éviter de chauffer trop, la création d’un quantum de pont pour relier plusieurs ordinateurs; machines d’occasion d’apprendre à prévoir et à prévenir l’instabilité dans les systèmes quantiques; et a créé la logique quantique portes de la silicon transistors; le “super cool” du monde de l’informatique quantique est certainement de se précipiter chez nous plus vite que vous pouvez dire “qubit.”

“Ces résultats sont vraiment l’état de l’art”, dit Simon Cornish, ajoutant que “les résultats magnifiquement révéler le potentiel de l’exploitation nucléaire, les états de spin dans ultrafroids molécules pour des applications dans le traitement de l’information quantique, comme quantum souvenirs et comme un moyen pour sonder les interactions dipolaires et ultrafroids collisions de molécules polaires.” Cornish est un professeur de physique à l’Université de Durham au royaume-UNI, qui n’était pas impliqué dans l’équipe de recherche.

“Je pense que les résultats constituent une avancée majeure dans le domaine de la ultrafroids molécules et sera d’un intérêt général pour la communauté des chercheurs à explorer d’autres aspects connexes de la science quantique, la cohérence, l’information quantique, et le quantum de la simulation,” at-il ajouté.

Les travaux du MIT équipe a été publié aujourd’hui dans la revue Science.

Source: MIT