Физики создали идеальный квантовый чип с помощью искусственных атомов

Физики создали идеальный квантовый чип с помощью искусственных атомов

Квантовые вычисления — невероятно перспективная область, однако современные квантовые компьютеры нельзя назвать совершенными. Одна из причин заключается в том, что сама структура материалов плохо подходит для сверхточных операций в силу естественных дефектов. Однако ученые стараются устранить этот недостаток. Недавно группа инженеров смогла минимизировать частоту ошибок, вызванных несовершенством кремниевого чипа, чтобы точность обработки информации превысила 99%.

Основная единица информации в квантовой системе — квантовый биты, или кубиты. Инженеры отмечают, что на практике куда большей устойчивостью обладают не натуральные, а искусственные материалы из синтезированных атомов с большим числом электронов. В «настоящем» атоме электроны постоянно движутся вокруг ядра в трех измерениях, формируя т.н. электронные оболочки — орбиты траектории их движения. Как все мы знаем из школьного курса химии, у атомов разных элементов разное количество электронов.

Искусственные же атомы, также известные как квантовые точки, представляют собой наноразмерные полупроводниковые кристаллы с пространством, которое может захватывать электроны и ограничивать их движение в трех измерениях, удерживая на месте с помощью электрических полей. У водорода, лития и натрия в электронной оболочке находится лишь один электрон, а потому его удобно использовать в качестве кубита, самой малой единицы информации.

В двоичной системе бит может находиться в одной из двух позиций, которые условно обозначают как 0 и 1. Однако у кубита есть третье состояние, суперпозиция. Оно позволяет выполнять вычисления параллельно, а не последовательно, что делает квантовые системы весьма мощным вычислительным инструментом.

По словам Росса Леона, одного из инженеров, решение оказалось весьма непростым. Манипулируя с напряжением, ученые искусственно привлекли избыток электронов к структуре, в результате чего получилась имитация более тяжелых атомов с хорошо организованными, избавленными от несовершенств и ошибок электронными оболочками. Эта мера позволила нивелировать сам факт того, что атомная структура чипа может содержать в себе поврежденные участки, а значит и сами кубиты стали куда менее хрупкими — с ними удобнее работать.


Влад Кулиев, Supreme2.Ru

Коды для вставки в блог\форум




Интересные новости
На Марсе вновь замечено загадочное облакоНа Марсе вновь замечено загадочное облако
На пути к Марсу: Tianwen-1 показал фото Земли и ЛуныНа пути к Марсу: Tianwen-1 показал фото Земли и Луны
Crew Dragon отстыковался от МКС для возвращения на Землю
SpaceX успешно вернула корабль Crew Dragon с космонавтами на борту на ЗемлюSpaceX успешно вернула корабль Crew Dragon с космонавтами на борту на Землю
Немагнит впервые превратили в магнит с помощью электричестваНемагнит впервые превратили в магнит с помощью электричества
Блок рекламы


Похожие новости

Немагнит впервые превратили в магнит с помощью электричестваНемагнит впервые превратили в магнит с помощью электричества
Восстанавливать сломанные кости будут с помощью конструктораВосстанавливать сломанные кости будут с помощью конструктора
Физики из CERN открыли необычную частицуФизики из CERN открыли необычную частицу
Мозг обезьяны увеличили с помощью человеческого генаМозг обезьяны увеличили с помощью человеческого гена
Швейцарцы сделали двигатель из 16 атомовШвейцарцы сделали двигатель из 16 атомов
Астрофизики спрогнозировали судьбу четырех экзопланетАстрофизики спрогнозировали судьбу четырех экзопланет
Ученые создали ударные волны сверхновых на ЗемлеУченые создали ударные волны сверхновых на Земле
Каково это — управлять космическим кораблем с помощью экрановКаково это — управлять космическим кораблем с помощью экранов
Видео: космонавты NASA впервые управляют кораблём Crew Dragon с помощью сенсорных экрановВидео: космонавты NASA впервые управляют кораблём Crew Dragon с помощью сенсорных экранов
Киборги уже рядом: китайские ученые создали искусственный глаз, который видит лучше настоящегоКиборги уже рядом: китайские ученые создали искусственный глаз, который видит лучше настоящего
Последние новости

Подгружаем последние новости