Muligheden for praktisk brug af kvante-computere, et skridt nærmere takket være grafén. Eksperter fra Massachusetts Institute of technology og deres kolleger fra andre forsknings-institutioner, som var i stand til at beregne den tid af superposition, som kan omfatte qubits, der er bygget på grundlag af grafén. Resultaterne af undersøgelsen i henhold til artikel Natur Nanoteknologi.
Tanken om kvante superposition er godt illustreret ved den berømte tankeeksperiment kaldet “Schrodinger kat”. Forestil dig en kasse, som vi placeret en levende kat, atom, der udsender stråling med en vis sandsynlighed, og en anordning, der producerer en dødbringende gas, når det registrerer stråling. Luk kassen på den halve time. Spørgsmål: cat in the box levende eller død? Hvis sandsynligheden for, at den gas, der er produceret hver time, chancerne for, at katten i kassen, levende eller døde, er 50 til 50. Med andre ord, katten findes i en superposition af at være både “half dead” og “halv i live”. For at bekræfte den aktuelle status skal du åbne kassen og se, men på samme tid, at vi ødelægger en tilstand af superposition.
Kvante-computere, der bruger den samme princippet om superposition. Traditionelle computere, lagre og behandle information i bits ansat i det binære system til måling af oplysninger – data er den tilstand af “nuller” eller “dem”, der forstås af computeren i form af visse hold. I den kvante-computere, der er brugt, er der ikke halv-død og halv-døde katte, og qubits — den grundlæggende enhed af information, der kan erhverve samtidig tilstand af “nullerne” og “enheder”. Denne funktion giver dem mulighed for at væsentligt overstiger det beregningsmæssige evne til almindelige computere. Jo længere, at qubits kan forblive i denne tilstand (også kendt som sammenhængen tid), jo mere produktive vil være quantum computer.
Forskerne vidste ikke, at sammenhængen tid af qubits, der er baseret på graphen, derfor, i den nye undersøgelse, besluttede de sig for at beregne og kontrollere, om disse qubits at være i superposition. Da det viste sig, jeg kan. I henhold til beregninger, der på den tid af superposition af graphene qubits er 55 nanosekunder. Efter dette vendte de tilbage til deres “sædvanlige” som “nul”.
“I denne undersøgelse, vi blev motiveret motivationen er muligheden for at anvende egenskaber af grafen for at forbedre ydeevnen af superledende qubits. Vi viste, at graphen består af en superledende farsere kan midlertidigt gøre betingelse af kvante-kohærens, som er en vigtig forudsætning for at opbygge mere komplekse quantum kredsløb. Vi har oprettet en enhed, der gjorde det muligt at måle sammenhængen tid af graphene bendt (den primære variabel af bendt) og finde ud af, hvad tid en superposition af disse qubits er af tilstrækkelig varighed, der giver en person til at styre denne betingelse,” kommenterede på arbejde af ledende forfatter af undersøgelsen Joel jeg-Jan Wang.
Det kan synes, at sammenhængen tid af 55 nanosekunder for et øjebliksbillede, er det ikke så meget. Og du kan ikke gå galt. Det er faktisk en lille smule, især i betragtning af, at qubits, der er oprettet på grundlag af andre materialer, viste sammenhæng tidspunkt, hundredvis af gange større end dette tal, indirekte angiver, at kvante-computere, de har en højere ydeevne. Men graphene qubits har deres fordele i forhold til andre typer af qubits, bemærker forskerne.
For eksempel, grafén har et meget mærkeligt, men nyttig funktion – det er i stand til at erhverve ejendomme for superledning, at “kopiere” den fra de tilstødende superledende materialer. Forskere fra mit har testet denne ejendom ved at placere en tynd plade af graphene mellem to lag af bornitrid. Placeringen af graphene mellem to lag af superledende materiale har vist, at graphen et øjebliksbillede kan skifte mellem Medlemsstater, når de udsættes for energi, ikke det magnetiske felt, som det er tilfældet i qubits fra andre materialer.
Fordelen ved denne ordning er, at bendt i dette tilfælde begynder at fungere mere som en traditionel transistor, der åbner muligheden for at kombinere et større antal qubits på en enkelt chip. Hvis vi taler om qubits, der er baseret på andre materialer, de arbejder i, når du bruger det magnetiske felt. I dette tilfælde, den chip, der ville have til at integrere den aktuelle løkke, som igen ville optager yderligere plads på den chip, og også forhindret ved siden af qubits, der ville resultere i fejl i beregninger. Forskerne tilføjede, at anvendelsen af graphen qubits mere effektiv, fordi de to ydre lag af bornitrid fungerer som en beskyttende skal, der beskytter graphene defekter igennem, som kan lække kører ned kæde elektroner. Begge disse egenskaber kan virkelig hjælpe med at skabe praktiske kvante-computere.
En lille sammenhæng tidspunkt af qubits graphene forskere er ikke skræmmende. Forskerne bemærk, at der kan løse dette problem ved at ændre strukturen af graphene farsere. Desuden specialister kommer til at forstå mere detaljeret, hvordan du bruger disse qubits er flyttet elektroner.
For at diskutere den forestående æra af quantum computing i vores Telegram chat.