两个原子膨胀至几乎可笑的大小,并冷却至绝对零以上的馏分,以产生一个坚固的,疯狂的快速量子量子门,这可以帮助克服一些量子计算持续的挑战。
由于两个小问题的门是高效的基本组成部分量子计算机,这一突破具有巨大的影响。它可能导致一种新型计算机的数量破坏了无噪声量子操作的当前局限性的体系结构。
Qubit是收缩,术语“量子位”术语缩写。它是常规位的量子计算 - 计算技术所基于的基本信息单位。
为了解决旧方式的问题,信息(用于计算它的逻辑)由二进制系统表示。像电灯开关一样,构成该系统的单元都处于打开或关闭状态。或者,正如他们经常描述的那样,是一个或零。
使量子计算更加强大的原因是,量子位可以同时是一种称为量子叠加的状态。就其本身而言,Qubit并不是一台计算机。但是,它们与其他量子位的叠加结合在一起(或纠缠),它们可以代表一些强大的算法。
双Quibent Gate是基于两个纠缠量子位的量子状态的逻辑操作。这是量子计算机中最简单的组件,允许量子纠缠和读取。
一段时间以来一些非凡的突破。但是,一个问题仍然很重要:由于外部来源也被纠缠在一起,量子位的叠加可以快速而轻松地降级。
加速登机口是解决此问题的最佳方法:因为该入侵通常比三分之一的速度慢(一微秒),这是一个比这更快的量子门能够“超越”噪声来产生准确的计算。
为了使用略有不同的方法来实现这一目标,由日本国立自然科学研究所的物理学家Yeelai Chew领导的一组研究人员变成了复杂的设置。
这些量表本身是其气态状态的金属rubidium的原子。使用激光器,将这些原子冷却至几乎绝对零,并使用精确的微米尺度距离彼此定位光学镊子- 可用于操纵原子尺度对象的激光束。
然后,物理学家用激光脉冲原子。这将电子从距离每个原子核的最近的轨道距离撞到了非常宽的轨道分离中,将原子膨胀成被称为rydberg原子的物体。这产生了6.5纳秒的周期性交换,在现在巨大的原子之间进行了轨道形状和电子能量。
使用更多的激光脉冲,研究团队能够在两个原子之间执行量子门操作。研究人员说,该操作的速度为65亿秒(纳米秒) - 比以前与雷德伯格原子的任何实验快100倍。
对于迄今为止最快的两个Qubit Quantum Gate操作,这还没有超越整体记录。这是在2019年使用硅的磷原子实现的,实现了令人振奋的0.8纳秒;但是,新工作涉及一种不同的方法,可以避免目前正在开发的其他类型的某些局限性。
此外,探索不同的体系结构可能会导致线索,从而有助于最大程度地减少其他类型的硬件中的缺陷。
团队说,下一步相当明确。他们需要用一个专用构建的商业激光替换商业激光器,以提高准确性,因为激光可以促进噪声。并实施更好的控制技术。
该研究已发表在自然光子学。