Квантові сукупності є справді «крихкими» речами, будь-яке, крім того саме не сильний дію на них факторів з оточуючого їх світу веде до трансформації стану сукупності. Такі родзинки визначають послідовність труднощів, з якими стикаються розробники квантової пам'яті і квантових обчислювальних пристроїв, оскільки до тих пір поки ще немає точного методу визначити про трансформації стану сукупності і про походження випадкової неточності. Нещодавно були створені технології корекції неточностей квантової пам'яті, частково вирішують вирішити зазначену вище проблему, а порівняно не так давно дві вільних групи дослідників внесли пропозицію досить нескладний спосіб, що дозволяє уникнути походження неточностей певного роду в квантових сумах.
Запропонованим відповіддю є застосування двох атомів різних хімічних елементів, заплутаних на квантовому рівні.
І в разі якщо будь-яку дію з зовнішнього середовища зачіпає стан одного з атомів, воно, це дія, не змінює стан другого атома.
Такий спосіб захисту досить ефективний і за допомогою двоатомних квантових бітів, кубітів, можливо створювати осередки квантової пам'яті, інші пристрої та логічні елементи. Скоєні вимірювання принципів роботи заплутаних пар атомів показали їх заплутаність і квантову природу з точністю близько 40 стандартних відхилень від поведінки з позицій класичної фізики.
Вченим вже виходило заплутати на квантовому рівні різні частки, наприклад, фотон і атом, фотон і електрон, що дозволяє за допомогою фотона скоро передавати дані на величезні відстані. Але, як було згадано вище, в цьому випадку дослідники заплутали атоми різних типів.
Такий метод дозволяє реалізувати управління квантової сукупністю за допомогою фотонів з різними довжинами хвиль. Фотон з певною довжиною хвилі зачіпає лише один з атомів сукупності, не надаючи дії на другий атом.
Група дослідників з Оксфордського університету для побудови двоатомних кубітів застосовувала атоми двох різних ізотопів кальцію. Друга група з технологій і Національного інституту стандартів (National Institute of Standards and Technology) і Вашингтонського університету (University of Washington) застосовувала атоми зовсім магнію і - різних елементів берилію.
Атоми кальцію здатні зберігати власний квантовий стан протягом 60 секунд, а атоми берилію і магнію - протягом півтора секунд, але і в тому і в іншому випадку цього часу цілком достатньо для створення функціонуючих квантових бітів.
Обидві групи сказали, що атоми їх кубітів були надійно заплутані на квантовому рівні, можливість цього утворює 0.998 і 0.979 при магнію і атомів кальцію.
Група з NIST була талановитою відстежити трансформації стану атома берилію, помічаючи за трансформаціями квантового стану атома магнію. Тест, що дозволяє з'ясує дійсно квантову природу зв'язку між атомами, заснований на формулах так званого нерівності Белла (Bell's inequality). При гарної поведінки сукупності, придбані значення перебували б нижче якогось критичного числа, а при квантової природи сукупності значення були б набагато вище межі.
Тести, скоєні командою з Оксфорда, продемонстрували 15-кратне перевищення межі, а тести NIST дали ще більшого значення - в рамках 40 стандартних відхилень. І обидва цих результату показують, що квантові сукупності з двох атомів трудяться тільки за рахунок явища квантової заплутаності.
Група з NIST крім цього показала, що
пари атомів берилію-магнію зможуть бути розташовані і пов'язані так, що вони організовують елементарні логічні елементи, що роблять базисні функції - NOT, CNOT, SWAP та інші, якісь зможуть стати базою майбутніх квантових комп'ютерів.
Принципово важливо подчернуть, що всі скоєні досліди були тільки демонстрацією можливостей нової квантової розробці, дослідникам ще не вдалося створити крім того примітивного квантового обчислювального пристрою, талановитого створювати будь-які дії.
Але, це досягнення вже само по собі є великим кроком на зустріч до створення квантових комп'ютерів, одним з можливих варіантів їх створення. І чим більше буде таких варіантів, тим більше буде можливість того, що квантові комп'ютери все ж будуть створені в недалекому майбутньому.
СТАБІЛЬНІСТЬ - НАШЕ ВСЕ [CS: GO Гайд]
цікаві записи
Популярні статті на сайті:
Вчені-фізики з Массачусетського університету Белграда і технологічного інституту створили нову розробку, за допомогою якої їм вдалося заплутати на ...
Дослідники з прикладних школи наук і Гарвардської інженерії (Harvard School of Engineering and Applied Sciences) створили спосіб отримання алмазних ...
Фактично в один момент двом науковим групам з різних фінішів світла вдалося реалізувати в одиночному атомі ефект електромагнітно-індукованої ...
Cовсем порівняно не так давно, вчені Вольфганг Лехнер (Wolfgang Lechner), Філіп Хок (Philipp Hauke) і Пітер Золлера (Peter Zoller), ...