Sjælden kvantecomputer med åben adgang nu i drift

Et nyt Department of Energy open-access quantum computing testbed er klar til offentligheden. Forskere fra Indiana University blev for nylig det første hold, der begyndte at bruge Sandia National Laboratories 'Quantum Scientific Computing Open User Testbed, eller QSCOUT.

Kvantecomputere står klar til at blive store teknologiske drivere i de kommende årtier. Men for at komme dertil, forskere skal eksperimentere med kvantemaskiner, som relativt få universiteter eller virksomheder har. Nu, forskere kan bruge Sandias QSCOUT til forskning, der muligvis ikke er mulig på deres hjemlige institutioner, uden omkostninger eller begrænsninger ved brug af en kommerciel testbed.

"QSCOUT tjener et behov i kvantefællesskabet ved at give brugerne kontrolelementerne til at studere selve maskinen, som endnu ikke er tilgængelige i kommercielle kvanteberegningssystemer. Det sparer også teoretikere og forskere fra besværet med at bygge deres egne maskiner. Vi håber at få ny indsigt i kvanteydelse og arkitektur samt løse problemer, der kræver kvanteberegning, "sagde Sandia -fysiker og QSCOUT -leder Susan Clark.

Hun sagde, at den nye testbed er en sjælden maskine på tre måder:For det første som gratis, åben adgang testbed; sekund, som en fremstillet med fanget ionteknologi; og for det tredje, som en platform, der giver brugerne en ualmindelig kontrol over deres forskning.

Sidste måned, Sandia begyndte at køre testbedets første brugereksperiment for forskere fra Indiana University. Forskere fra IBM, Oak Ridge National Laboratory, University of New Mexico og University of California, Berkeley, er også blevet udvalgt til snart at starte forsøg. Deres projekter spænder fra test af benchmarkingsteknikker til udvikling af algoritmer, der en dag kunne løse problemer inden for kemi for komplekse til normale computere.

Sandia beder om forslag

Nu, Sandia gør klar til flere forskningsforslag. Alle kan indsende et forslag om at bruge QSCOUT, og computertiden er gratis takket være finansiering fra DOE Office of Science, Programmet Advanced Scientific Computing Research. Den næste gruppe af projekter forventes at blive udvalgt til foråret.

Ud over at give en enestående forskningsmulighed, QSCOUT har et sjældent design til en testbed. De fleste kommercielle testbede bruger teknologi kaldet superledende kredsløb. Sådanne maskiner skal opbevares ved ultralave temperaturer, gør dem dyre at bygge og drive. Men Sandias testbed bruger i stedet det, der kaldes en ionfælde. Det betyder, at Sandias testbed kan køre ved varmere temperaturer. Indespærrede ioner giver også klarere signaler end kredsløb og holder længere ved information, gør det muligt for forskere at udføre forskellige typer eksperimenter og sammenligne de to platforme.

Fangede ioner holdes inde i QSCOUT i en såkaldt "fælde på en chip, " en lejlighed, sløjfe-formet enhed, ca. 2 cm (0,8 tommer) lang, overlejret på en halvlederchip. Tre elektrisk ladede atomer af elementet ytterbium er suspenderet på plads af radiobølger og et elektrisk felt over en hårlinjekanal, der løber ned i midten af ​​enheden. Lasere koder information i hver ion som en qubit, sammenlignelig med lidt i en konventionel computer, at udføre beregninger.

Sandia planlægger at udvide systemet fra tre til 32 qubits i løbet af de næste tre år, så forskere kan udføre mere sofistikerede tests.

QSCOUT er bosat på Sandias Microsystems Engineering, Videnskab, og applikationskompleks, som også producerer mikroelektronik til landets atomlager.