În drum spre computerul cuantic Primul metamaterial cuantic comutabil din lume examinat - Știri
Arborele genealogic al Căii Lactee
Control complet integrat al nanodiamantelor
Un pic mai aproape de soare
Distanțe față de stele
Ceea ce face strălucirea stelelor
Stradă cu sens unic pentru electroni
Sute de exemplare ale lui Newton's Philosophiae Naturalis Principia Mathematica găsite într-un nou număr
Sistemul nostru solar a fost format în mai puțin de 200.000 de ani
Sănătos pentru Marte
În drumul către computerul cuantic: primul metamaterial cuantic comutabil din lume investigat
Știri Physik din 26.02.2018 Fizică cuantică Optică cuantică
Calculatoarele cuantice pot efectua simultan un număr mare de operații aritmetice. Promit să rezolve probleme complexe mult mai repede decât computerele de astăzi. Universități și companii precum Google sau IBM cercetează baza fizică pentru realizarea unui astfel de computer. Oamenii de știință din Jena, Karlsruhe și Moscova au făcut un pas mai aproape de viziunea viitoare a informaticii cuantice. Au reușit să realizeze primul metamaterial cuantic din lume a cărui transmisie a luminii poate fi controlată cu precizie la temperaturi de -273 ° C. Materialul ar putea fi folosit ca element de control în circuite în procesarea semnalului cuantic.
Echipa de cercetători de la Institutul de tehnologii fotonice Jena Leibniz (Leibniz-IPHT), Institutul de tehnologie Karlsruhe (KIT) și Universitatea Națională de Știință și Tehnologie (NUST MISIS) din Moscova au produs pentru prima dată un metamaterial cuantic interacționează într-un mod special cu radiația electromagnetică din gama microundelor. Metamaterialul constă dintr-un aranjament liniar de 15 metaatomi, biții cuantici (qubits): bucle de câțiva micrometri în diametru din aluminiu, care, la temperatura lor de lucru de aproximativ -273 ° C, transportă curentul electric superconductiv și, prin urmare, fără pierderi. În unele locuri, inelele de aluminiu sunt întrerupte de structuri de tunel cu o grosime de câțiva nanometri, contactele Josephson. Acest lucru creează circuite oscilante supraconductoare în care curentul curge doar în două stări definite.
Shulga, K.V. și colab. Transparență indusă magnetic a unui metamaterial cuantic compus din qubits cu flux dublu Nature Communications 2018
Proprietăți comutabile cu câmp magnetic
Cercetătorii au construit acum pentru prima dată un metamaterial din așa-numitele qubite gemene, care constau din două bucle interconectate și, astfel, au cinci contacte Josephson în loc de trei. Au fost create structurile din camera curată a Leibniz-IPHT.
„Am examinat modul în care se comportă qubitii gemeni atunci când îi aducem în două stări diferite folosind un câmp magnetic. Metamaterialul arată o proprietate care este neașteptată pentru noi. Putem folosi câmpul magnetic pentru a controla cu precizie permeabilitatea sa la radiații în spectrul de microunde. Am fost surprinși de faptul că transparența acestor metamateriale cuantice speciale poate fi activată sau dezactivată prin configurarea stării de bază a qubitilor. Acest lucru a fost complet necunoscut până acum, „descrie descoperirea cercetătorului de știință Leibniz IPHT, Prof. Evgeni Il’ichev. Rezultatele cercetării, care au apărut sub conducerea prof. Alexey Ustinov (NUST MISIS), au fost publicate de oamenii de știință în revista de înaltă clasă Nature Communications.
Qubits: un sistem în două stări în același timp
Spre deosebire de unitățile (biții) unui computer clasic, qubiturile nu au doar stările 0 și 1. Ei respectă legile mecanicii cuantice și se află într-o stare suprapusă, care este 0 și 1 în același timp. În cazul circuitelor qubit supraconductoare, curentul indus de câmpul magnetic circulă atât la stânga (0) cât și la dreapta (1).
Cu toate acestea, stările de suprapunere există doar până când sunt măsurate - în acest moment sistemul își asumă fie valoarea 0, fie 1. Datorită suprapunerii, computerele cuantice pot procesa un număr mare de operații aritmetice în paralel, în timp ce computerele de astăzi le efectuează una după alta. Numărul de operații crește exponențial cu numărul de qubiți folosiți. Compania IBM oferă acces online la un computer cuantic bazat pe supraconductori cu 20 de qubiți.
Această știre a fost creată cu material de la