Регистрация Войти
Вход на сайт

Квантовый компьютер на кремниевых микросхемах (ВИДЕО)

23 апреля 2013 13:30

Квантовый компьютер на кремниевых микросхемах (ВИДЕО)Ученые из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии еще больше приблизились к созданию квантового компьютера, работающего на основе кремниевых микросхем и принципов квантовой механики, парадоксы которой не дают физикам спать и порой наводят на мысль о существовании Бога. Им удалось доказать возможность размещения квантового бита (кубит) в ядре атома фосфора, который содержится в современных компьютерных микросхемах.

Данное открытие является значимым по двум основным причинам: первое — созданный кубит отличается высокой стабильностью и, что более важно, второе — для этого был использован кремний, а не вакуум, поэтому его можно контролировать как обычный компьютерный чип.

Напомним, что в конце прошлого года эта же группа ученых доказала возможность размещения квантового бита в электронном спине атома фосфора, размещенного внутри кремниевого транзистора. Теперь они сделали фактически то же самое, но с ядром фосфора, внутри того же кремниевого транзистора.

Как известно большинству, каждый атом состоит из протонов, нейтронов (за исключением водорода, который не имеет нейтронов), а также электронов. Протоны имеют положительный заряд, нейтроны являются нейтральными, а электроны имеют отрицательный заряд. Количество протонов в ядре определяет с каким элементом мы имеем дело (один протон = водород, шесть = углерод, восемь = кислород), а число нейтронов определяет изотоп (по существу, является ли он стабильным или радиоактивным). Главное то, что природа атомного ядра (если забыть о ядерной реакции деления и ядерной реакции синтеза), которое является микроскопическим, плотным и стабильным, практически неизменная. Другое дело электроны, которые зачастую меняют орбиты, перепрыгивают между атомами и полностью отделяются от своих атомов, превращая последних в положительно заряженные частицы — положительные ионы. По словам ученых, атомное ядро в 1 миллион раз меньше самого атома и в 2 тысячи раз менее «дружелюбно», чем орбитальные электроны. Это все лирика, вернемся к кубитам.

В настоящее время существует несколько способов создания кубитов, но самым распространенным является манипулирование спином электрона (магнетизм). Измеряя или изменяя спиновое состояние электрона можно записать или измерить состояние кубита. Можно также измерить спиновое состояние ядер атомов, что и сделали на примере ядра атома фосфора ученые из Университета Нового Южного Уэльса.

Преимущество в использовании ядра заключается в том, что оно практически равнодушно к внешнему магнитному воздействию, поэтому кубит отличается стабильностью. Здесь есть только один недостаток – довольно сложно измерить магнетизм того, что подвигается воздействию в 2000 раз хуже, чем электрон. Для измерения значения кубита ученые использовали ядерный магнитный резонанс. Данное явление также используется в магнитно-резонансной томографии (МРТ) для изменения спинового состояния одного ядра. Определить состояние кубита очень трудно по причине незначительного магнитного поля, создаваемого ядром, но ученым это удалось путем использования процесса под названием преобразование спина в заряд.

С новым кубитом ученые смогли значительно повысить показатель надежности считывания информации до 99,99 процента, при этом показатель когерентности составил рекордных 60 миллисекунд. Для сравнения, когерентность кубита, созданного IBM, составляет 0,1 миллисекунды.

Конечно, ядерные кубиты не заменят кубиты в электронном спине, но они могут действовать как своего рода квантовая память или помочь ученым в создании двухкубитных логических схем. По мнению ученых, первые квантовые компьютеры появятся в ближайшие десять лет.

hi-news.ru


Рейтинг статьи:
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.
Оставить комментарий
Ваше имя: *
Ваш e-mail: *
Текст комментария:
Полужирный Наклонный текст Подчёркнутый текст Зачёркнутый текст | Выравнивание по левому краю По центру Выравнивание по правому краю | Вставка смайликов Выбор цвета | Скрытый текст Вставка цитаты Преобразовать выбранный текст из транслитерации в кириллицу Вставка спойлера
Код: Включите эту картинку для отображения кода безопасности
обновить, если не виден код
Введите код: