Möjlighet till praktisk användning av kvantdatorer ett steg närmare tack vare grafen. Experter från Massachusetts Institute of technology och deras kollegor från andra forskningsinstitutioner kunde för att beräkna tiden för överlagring, som kan omfatta qubits, byggd på grundval av grafen. Resultaten av studien enligt artikel Nature Nanotechnology.
Idén om kvantfysikaliska superpositionen illustreras väl av den berömda tankeexperiment som kallas “schrodingers katt”. Tänk dig en låda där vi placerade en levande katt, den atom som avger strålning med en viss sannolikhet och en enhet som producerar en dödlig gas när den upptäcker strålning. Stäng rutan på halv timme. Fråga: katt i rutan levande eller död? Om sannolikheten för att den gas som produceras varje timme, chanserna att katten i lådan, levande eller döda är 50 till 50. Med andra ord, katt finns i en superposition av att vara både “halv död” och “halva liv”. För att bekräfta nuvarande status måste du öppna rutan och se, men samtidigt att vi förstör ett tillstånd av överlagring.
Kvantdatorer använda samma princip för överlagring. Traditionella datorer för att lagra och bearbeta information i bitar anställd i det binära systemet för mätning av information – uppgifterna är det tillstånd av “nollor” eller “dem” som förstås av datorn i form av vissa grupper. I quantum datorer används, det är inte halv-döda och halv-döda katter, och qubits — den grundläggande enheten för information som kan förvärva samtidiga tillstånd av “nollor” och “enheter”. Denna funktion gör det möjligt för dem att väsentligt överstiga den matematiska förmågan hos vanliga datorer. Längre att qubits kan förbli i detta tillstånd (även känt som konsekvens tid), mer produktiva kommer att vara en kvantdator.
Forskarna visste inte samstämmigheten tid av qubits baserad på grafen, därför, i den nya studien, de bestämde sig för att beräkna och verifiera om dessa qubits att vara i superposition. Det visade sig att jag kan. Enligt beräkningar tid av överlagring av grafen qubits är 55 nanosekunder. Efter det återvände de till sina “vanliga” som “noll”.
“I denna studie, vi var motiverade motivationen är möjligheten att använda egenskaper hos grafen för att förbättra resultatet av supraledande qubits. Vi visade att grafen består av en supraledande kvantbit kan tillfälligt göra förutsättning av quantum konsekvens, vilket är en viktig förutsättning för att bygga mer komplexa kretsar quantum. Vi har skapat en enhet som gjorde det möjligt att mäta samstämmigheten tid i grafen qubit (det primära värdet av qubit) och ta reda på vilken tid en superposition av dessa qubits är av tillräcklig längd, så att en person för att hantera detta villkor,” — kommenterade arbete som är huvudförfattare till studien Joel jag-Jan Wang.
Det kan tyckas att samstämmigheten tid av 55 nanosekunder för en kvantbit är inte så mycket. Och du kan inte gå fel. Det är faktiskt lite, speciellt med tanke på att qubits skapas på grundval av andra material som, visade på en samstämmighet tid, hundratals gånger större än denna siffra, indirekt indikerar att kvantdatorer de har högre prestanda. Men grafen qubits har sina fördelar jämfört med andra typer av qubits, forskarna notera.
Till exempel grafen har en mycket märklig men användbar funktion – det är möjligt att förvärva fastigheter av supraledning, “kopiera” för det från angränsande supraledande material. Forskare från mit har testat denna fastighet genom att placera en tunn skiva av grafen mellan två lager av bornitrid. Placeringen av grafen mellan två lager av supraledande material har visat att grafen en kvantbit kan växla mellan Medlemsstaterna när de utsätts för energi, inte det magnetiska fältet, som är fallet i qubits från andra material.
Fördelen med detta system är att qubit i detta fall börjar agera mer som en vanlig transistor, vilket öppnar möjligheten för att kombinera ett större antal qubits på ett enda chip. Om vi talar om qubits baserat på annat material, de fungerar när du använder det magnetiska fältet. I detta fall, chip skulle ha för att integrera de nuvarande loop, vilket i sin tur skulle uppta mer utrymme på chip, och även hindrat nästa qubits som skulle leda till att fel i beräkningar. Forskarna lade till att användningen av grafen qubits mer effektivt, eftersom de två yttre skikten av bornitrid fungerar som ett skyddande skal, som skyddar grafen från defekter genom vilket kan läcka kör ner kedjan elektroner. Båda dessa egenskaper kan verkligen bidra till att skapa praktiska kvantdatorer.
En liten samstämmighet tid av qubits grafen forskarna är inte skrämmande. Forskarna observera att du kan lösa det här problemet genom att ändra struktur i grafen qubit. Dessutom specialister kommer att förstå mer i detalj hur du använder dessa qubits flyttas elektroner.
För att diskutera den annalkande tid av quantum computing i våra Telegram chatt.