Ученые из США и Великобритании научились управлять кубитами в ионных ловушках без использования лазера, достигнув сопоставимой с лазерными методами точности и ускорив процесс примерно в четыре раза.
© Matthias Weinberger / flickr
В своей работе исследователи использовали архитектуру квантового компьютера, основанную на заряженных частицах — ионах, удерживаемых в пространстве при помощи электромагнитных полей. В такой системе кубиты — квантовые биты информации — представлены в форме стабильных электронных состояний каждого иона. Чтобы квантовый компьютер имел прикладную ценность, нужно обладать возможностью квантово запутать — то есть связать в общую систему — несколько кубитов. И для этого, как правило, используют лазер.
Авторы нового исследования показали, что без этого сложного и дорогого инструмента можно обойтись, если для управления квантовыми состояниями кубитов применить магнитные поля особой структуры. Предложенный ими метод основан на осциллирующем градиенте радиочастотного магнитного поля в сочетании с микроволновыми магнитными полями, то есть на сумме полей разных частотных диапазонов.
Использовать магнитные поля для контроля кубитов дешевле и практичнее, чем лазеры, однако до сих пор этот метод уступал лазерному по надежности. Авторы работы показали, что их подход позволяет получить уровень достоверности не ниже 68% при квантовом запутывании двух кубитов — той же отметки ранее достигли лазерные методы.
Микроволновые технологии для управления лазерами позволят сделать ионные квантовые компьютеры более масштабируемыми: поскольку новый способ может одновременно квантово запутывать разные пары ионов без повышения сложности, он имеет потенциал в реализации крупномасштабных квантовых процессоров такого типа. Исследователи также показали, что их метод устойчив к декогеренции — процессу потери записанной информации.
Авторы работы считают, что в сочетании с маломощным светом, подаваемым через интегрированную в ионную ловушку фотоникой, и встроенными детекторами для считывания кубитов их технология позволит создать высокоточные и полностью интегрированные в чип квантовые компьютеры.
Подробнее о новом подходе рассказано в статье, опубликованной в журнале Nature.
Комментарии
А если по-простому, когда наконец будут квантовые ноутбуки? 😳
Жаль что мы не увидим такой ноут)
Думаю быстрее чем все мы думаем:) Каждый день какие-то новости приходят:)
Да хоть сейчас. Только ему требуется отдельное здание, и отдельная трансформаторная подстанция. А как вы думали? КК сейчас находятся на том же этапе, что и цифровые компы в 1940-х гг.
Да, и пару-тройку кандидатов наук в штате не забудьте. Эксплуатировать здание квантового ноутбука у вас как профана в квантовых технологиях не получится, это вам не винда.
Тогда исследования базировались на известных физических принципах. А сейчас они ловят черного кота в темной комнате, иногда за лапку, иногда за ус пощупают.