Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Konstruktion af praktiske kvantecomputere radikalt forenklet

Professor Winfried Hensinger (til venstre) og Dr. Seb Weidt (højre) arbejder på forsøget, der blev brugt til at validere deres banebrydende nye tilgang ved at producere en 'sammenfiltret' kvantetilstand af to ioner med ekstremt lav fejlprocent. Kredit:University of Sussex

Forskere ved University of Sussex har opfundet en banebrydende ny metode, der sætter konstruktionen af ​​store kvantecomputere inden for rækkevidde af den nuværende teknologi.

Kvantecomputere kunne løse visse problemer - det ville tage den hurtigste supercomputer millioner af år at beregne - på få millisekunder.

De har potentiale til at skabe nye materialer og medicin, samt løse mangeårige videnskabelige og økonomiske problemer.

Universelle kvantecomputere kan principielt bygges - men de teknologiske udfordringer er enorme. Den teknik, der kræves for at bygge en, betragtes som vanskeligere end bemandede rumrejser til Mars - indtil nu.

Kvanteberegning i lille skala ved hjælp af fangede ioner (ladede atomer) udføres ved at justere individuelle laserstråler på individuelle ioner med hver ion, der danner en kvantebit.

Imidlertid, en storstilet kvantecomputer ville have brug for milliarder af kvantebits, kræver derfor milliarder af præcist justerede lasere, en for hver ion.

I stedet, forskere ved Sussex har opfundet en enkel metode, hvor spændinger påføres en kvantecomputermikrochip (uden at skulle justere laserstråler) - med samme effekt.

Professor Winfried Hensinger og hans team lykkedes også at demonstrere kernen i byggematerialet i denne nye metode med en imponerende lav fejlprocent på deres quantum computing facilitet i Sussex.

En fanget-ion-kvantecomputer ville bestå af en række X-junctions med kvantebits dannet af individuelle ioner, der er fanget over overfladen af ​​kvantechippen (vist i gråt). Individuelle kvantebits manipuleres simpelthen ved at indstille spændinger lige så let som at indstille en radio til forskellige stationer. Anvendelse af spænding V1 resulterer i ingen kvantedrift (blå zoner), anvendelse af spænding V2 resulterer i en kvanteoperation på en enkelt kvantebit (grønne zoner), anvendelse af spænding V3 resulterer i en kvanteoperation, der "sammenfiltrerer" to kvantebit (røde zoner). En vilkårlig stor kvantecomputer kan konstrueres baseret på denne enkle konstruerede tilgang. Kredit:University of Sussex

Professor Hensinger sagde:"Denne udvikling er en game changer for quantum computing, der gør den tilgængelig for industriel og offentlig brug. Vi vil konstruere en storstilet kvantecomputer på Sussex, der fuldt ud kan bruge denne spændende nye teknologi."

Kvantecomputere kan revolutionere samfundet på samme måde som fremkomsten af ​​klassiske computere. Dr. Seb Weidt, en del af Ion Quantum Technology Group sagde:"At udvikle denne trinskiftende nye teknologi har været et stort eventyr, og det er helt fantastisk at observere, at det faktisk fungerer i laboratoriet."

Varme artikler