為了量子計算要完全實現,我們將不得不在此過程中取得一些巨大的科學飛躍 - 包括找到一個超導體這可以與硅在當今的計算中相同。一組研究人員認為,搜索現在可能已經結束。
引入複合鈾二硫硫醇(Ute)2),一項新的研究說,可以用來用Qubits- 那些可以立即在兩個狀態下的超強量子位。
量子物理學家目前正在提出的主要問題之一是使這些量子位運行,並且足夠穩定,足以與它們進行一些實際的計算。這是一個被稱為棘手的問題量子破裂。
是什麼使Ute2作為超導體脫穎而出的是其對磁場的強烈抵抗力 - 抗誤差的抗性,這些誤差可能會滲入量子計算中。
“這可能是量子信息年齡的矽,”物理學家尼克·布奇(Nick Butch)說,來自國家標準技術研究所(NIST)。 “您可以使用鈾硫酸鈾來構建有效的量子計算機的數量。”
Butch和他的同事偶然發現了Ute的量子友好型特性2在研究各種基於鈾的磁鐵的同時。最初的想法是2在低溫下可能會變成磁性 - 雖然沒有發生,但該化合物確實成為超導體。
從技術上講,像大多數其他超導體一樣,鈾硫酸鈾是一種自旋三重態,而不是自旋單線。這意味著它庫珀對- 在低溫下結合在一起的電子可以不同。
物理學可以很快變得非常複雜,但是重要的一點是這些特性意味著庫珀對可以並行對齊,而不是在對立中,這又暗示了ute2應該保留它超導面對外部干擾(威脅量子連貫性)。
一個“異想天開的插圖”突出了自旋三胞胎超導體的好處。 (N。Hanacek/Nist)
“這些平行的旋轉對可以幫助計算機保持功能,”布奇說。 “由於量子波動,它不會自發崩潰。”
量子計算可以成為頭腦頭的原因之一是有幾種可能的方法,科學家還不確定哪種方法將最有效(或根本可以使用)。
使用Ute2這樣會採用拓撲量子計算方法,到目前為止尚未像其他選項那樣探討的方法:從本質上講,它旨在用一種類型的Qubits編碼量子準粒子這實際上可能不存在。
大部分拓撲量子計算仍然是假設的,但是它的最大優勢(如果確實有效)是,它不需要相同的量子誤差校正來保持一致和穩定。
這可以為我們提供邏輯量子的工作,而不需要其他許多Qubits才能進行錯誤校正。拓撲量子計算具有其本身的挑戰,我們距一台通用量子計算機還有很長的路要走,但這是朝正確方向邁出的一步 - 像許多其他方向一樣令人興奮的進步我們看到了。
團隊認為,二硫嘌呤鈾還有更多的秘密可以放棄,這是關於量子計算和一般超導體的。
“進一步探索它可能會使我們深入了解穩定這些平行旋轉超導體的是什麼,”布奇說。
“超導研究的主要目標是能夠充分了解超導率,以便我們知道在哪裡尋找未發現的超導體材料。”
“現在我們不能那樣做。它們是必不可少的?我們希望這種材料能告訴我們更多。”
該研究已發表在科學。