Deze 'Spookachtige' Verstrengelde Atomen Brachten Quantum Computing Een Stap Dichterbij

{h1}

Natuurkundigen hebben quantum computing een stap dichterbij een realiteit gebracht.

Wetenschappers hebben het grootste en meest complexe quantum-computernetwerk tot nu toe gemaakt, waarbij ze 20 verschillende verwarde quantumbits of qubits hebben om met elkaar te praten.

Het team was vervolgens in staat om de informatie in al die zogenaamde qubits voor te lezen, waardoor een prototype van quantum "kortetermijngeheugen" voor de computer werd gecreëerd. Hoewel eerdere inspanningen grotere groepen deeltjes in ultrakoude lasers hebben verstrikt, is dit de eerste keer dat onderzoekers hebben kunnen bevestigen dat ze zich inderdaad in een netwerk bevinden.

Hun studie, gepubliceerd op 10 april in het tijdschrift Physics Review X, duwt quantumcomputers naar een nieuw niveau, dichter bij het zogenaamde "quantumvoordeel", waar qubits beter presteren dan de klassieke stukjes op silicium-chip gebaseerde computers, zeiden de onderzoekers..

Van bits tot qubits

Traditioneel computergebruik is gebaseerd op een binaire taal van nullen en enen - een alfabet met slechts twee letters, of een reeks bollen die naar de noord- of zuidpool worden omgedraaid. Moderne computers gebruiken deze taal door de stroom van elektriciteit door metalen en siliciumcircuits te sturen of te stoppen, magnetische polariteit om te schakelen of andere mechanismen te gebruiken die een dubbele "aan of uit" -status hebben.

Kwantumcomputers gebruiken echter een andere taal - met een oneindig aantal 'letters'.

Als binaire talen de noord- en zuidpool van de bollen gebruiken, zou quantum computing alle punten daartussen gebruiken. Het doel van quantum computing is om ook alle gebieden tussen de polen te gebruiken.

Maar waar zou zo'n taal kunnen worden geschreven? Het is niet zo dat je kwantum kunt vinden in de bouwmarkt. Dus, het team heeft calciumionen gevangen met laserstralen. Door deze ionen te laten pulseren met energie, kunnen ze elektronen van de ene laag naar de andere verplaatsen.

Op de fysica van de middelbare school stuiteren elektronen tussen twee lagen, zoals een auto die van rijstrook verandert. Maar in werkelijkheid bestaan ​​elektronen niet op één plaats of één laag - ze bestaan ​​in veel tegelijkertijd, een fenomeen dat bekend staat als quantum superpositie. Dit vreemde kwantumgedrag biedt een kans voor het bedenken van een nieuwe computertaal - een die oneindige mogelijkheden gebruikt. Terwijl klassieke computergebruik bits gebruikt, worden deze calciumionen in superpositie quantumbits of qubits. Terwijl in het verleden al eerder dergelijke qubits zijn gemaakt, is het de kunst om een ​​computer te maken door deze qubits met elkaar te laten praten.

"Het hebben van al die individuele ionen is niet echt iets waar je in geïnteresseerd bent", vertelde Nicolai Friis, eerste auteur op het papier en een senior onderzoeker aan het Instituut voor Quantum Optica en Quantum Information in Wenen, WordsSideKick.com. "Als ze niet met elkaar praten, dan is alles wat je ermee kunt doen een erg dure klassieke berekening."

Pratende stukjes

Om de qubits te laten 'praten' in dit geval, ging het om een ​​andere bizarre consequentie van de kwantummechanica, genaamd verstrengeling. Verstrengeling is wanneer twee (of meer) deeltjes lijken te werken op een gecoördineerde, afhankelijke manier, zelfs als ze worden gescheiden door grote afstanden. De meeste experts denken dat verstrengelde deeltjes de sleutel zijn als quantum computing katapulteert van laboratoriumexperiment tot computerrevolutie.

"Twintig jaar geleden was verstrengeling van twee deeltjes een groot probleem", vertelde studie-co-auteur Rainer Blatt, professor in natuurkunde aan de Universiteit van Innsbruck in Oostenrijk, aan WordsSideKick.com. "Maar als je echt een quantumcomputer wilt bouwen en bouwen, moet je niet alleen vijf, acht, 10 of 15 qubits gebruiken, maar uiteindelijk zullen we met veel, veel meer qubits moeten werken."

Het team slaagde erin 20 deeltjes samen te verstrengelen tot een gecontroleerd netwerk - nog steeds geen echte kwantumcomputer, maar het grootste tot nu toe grootste netwerk. En hoewel ze nog moeten bevestigen dat alle 20 volledig met elkaar verweven zijn, is het een stevige stap richting de supercomputers van de toekomst. Tot op heden hebben qubits de klassieke computerbeetjes niet overtroffen, maar volgens Blatt is dat moment - vaak het quantumvoordeel genoemd - aan de gang.

"Een kwantumcomputer zal nooit klassieke computers vervangen, hij zal eraan toevoegen," zei Blatt. "Deze dingen kunnen gedaan worden."

Oorspronkelijk gepubliceerd op WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com