Австралийские ученые поставили новые рекорды в области квантовых компьютеров

Сразу две исследовательские группы, работающие в лабораториях университета Нового Южного Уэльса, Австралия, обнаружили различные решения критической проблемы, которая долгое время сдерживала создание мощных высококачественных квантовых компьютеров.

Ученые создали два типа квантовых битов или кубитов — компонентов квантовых компьютеров — которые обрабатывают квантовые данные с точностью выше 99%. Результаты опубликованы в издании Nature Nanotechnology.

«Чтобы квантовые компьютеры стали реальностью, нам необходимо управлять битами с низким уровнем ошибок», сообщил профессор Эндрю Джурак.

«Теперь мы придумали два параллельных пути для создания кремниевого квантового компьютера, каждый из которых демонстрирует такую точность», добавил доцент Андреа Морелло из школы электротехники и связи университета.

Австралийские ученые первыми в мире продемонстрировали одноатомные спиновые кубиты в кремнии, о чем вышли соответствующие публикации в издании Nature в 2012 и 2013 годах.

И вот теперь исследователи во главе с Джураком обнаружили способ создания искусственного атомного кубита в устройстве, удивительно похожем на кремниевые транзисторы, используемые в потребительской электронике. Постдок Менно Вельдхорст, ведущий автор статьи, комментируя искусственный атомный кубит, замечает, что сделать столь точный кубит, функционально подходящий для привычных устройств, включая ноутбуки и мобильники — поистине удивительно.

Эндрю Джурак

Группа Морелло тем временем достигла границы эффективности одноатомного фосфорного кубита. Доктор Юха Махонен, постдок и ведущий автор статьи о естественном кубите, добавил, что атом фосфора фактически содержит два кубита: электрон и ядро. С ядром удалось достичь точности в 99,99%. Это значит, что на 10000 квантовых операций приходится лишь одна ошибочная.

«Даже с учетом наличия методов исправления ошибок их эффективность гарантирована, лишь если сбои происходят менее чем в 1% случаев. Наши эксперименты среди первых для твердых тел и впервые для кремния добились соответствия данным требованиям», пояснил Джурак.

Высокоточные операции для естественного и для искусственного атомного кубита достигаются путем размещения каждого из них внутрь тонкого слоя специально очищенного кремния, содержащего только изотоп кремний-28. Этот изотоп является полностью антимагнитным и, в отличие от компонентов естественного кремния, не разрушает квантовый бит.

Далее ученым потребуется построить пару очень точных квантовых битов. Большие квантовые компьютеры, как ожидается, будут состоять из многих тысяч или даже миллионов кубитов, и способны будут объединять настоящие и искусственные атомы.

Побит мировой рекорд

Исследовательская группа Морелло также установила мировой рекорд «времени когерентности» для одного квантового бита, пребывающего в твердом состоянии. „Время когерентности — это мера того, как долго можно хранить квантовую информацию до ее потери“, пояснил Морелло. Чем больше время когерентности, тем проще выполнять долгие последовательности операций, и потому более сложных вычислений.

Ученые сумели сохранять квантовую информацию в ядре фосфора свыше 30 секунд. «В квантовом мире половина минуты — это вечность. Сохранение квантовой суперпозиции в течение полминуты, и внутри того, что является модифицированной версией обычного транзистора, это то, во что до сих пор никто и поверить не мог», заключил Морелло.

13.10.2014


Подписаться в Telegram



Нано

Казанские ученые научились «готовить» наноалмазы в плазме
Казанские ученые научились «готовить» наноалмазы в плазме

Ученые придумали умную математическую модель, ...

Nano Letters: Валлитроника открывает новые возможности обработки данных
Nano Letters: Валлитроника открывает новые возможности обработки данных

Транспорт электронов в двухслойном графен...

Свет — повелитель молекул: ученые совершили прорыв в химии
Свет — повелитель молекул: ученые совершили прорыв в химии

Ученые из Болонского университета под&nbs...

Наночастицы селена помогут укрепить иммунитет и защитить сердце
Наночастицы селена помогут укрепить иммунитет и защитить сердце

Ученые создали наночастицы селена, которые мож...

В СПбГУ создали нанолисты цинка для систем очистки воды
В СПбГУ создали нанолисты цинка для систем очистки воды

Новый способ создания особых наночастиц нашли ...

В СибГМУ снарядили против рака магнитные наночастицы
В СибГМУ снарядили против рака магнитные наночастицы

Ученые из Сибирского государственного мед...

В ТПУ научились управлять свойствами графена с помощью лазера
В ТПУ научились управлять свойствами графена с помощью лазера

Как можно восстанавливать оксид графена с ...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

От лаборатории к реальности: как кристаллы времени заряжают мир
От лаборатории к реальности: как кристаллы времени заряжают мир
Ферменты против похмелья: как новый сенсор изменит медицину и не только
Ферменты против похмелья: как новый сенсор изменит медицину и не только
Сок под микроскопом: ученые научились ловить опасный гербицид за 20 минут
Сок под микроскопом: ученые научились ловить опасный гербицид за 20 минут
Молодые ученые против COVID-19 и хронических ран: как открытия изменят медицину
Молодые ученые против COVID-19 и хронических ран: как открытия изменят медицину
От Nokia к микросхемам: как Тампере снова сделает Финляндию великой
От Nokia к микросхемам: как Тампере снова сделает Финляндию великой
Энергия будущего: низкотемпературная плазма и ее невероятные возможности
Энергия будущего: низкотемпературная плазма и ее невероятные возможности
Питомниковый кашель больше не проблема: появились быстрые тесты для собак
Питомниковый кашель больше не проблема: появились быстрые тесты для собак
10 секунд до чистоты: история устройства, которое изменило дезинфекцию
10 секунд до чистоты: история устройства, которое изменило дезинфекцию
Сорняк-разрушитель или лекарство будущего: ученые открыли секрет рейнутрии
Сорняк-разрушитель или лекарство будущего: ученые открыли секрет рейнутрии
CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее
CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее
От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP
От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP
Витамины для коров и быки весом в тонну: прорыв от СПбГУВМ
Витамины для коров и быки весом в тонну: прорыв от СПбГУВМ
Ибогаин 2.0: ученые создают новое поколение лекарств от депрессии и зависимости
Ибогаин 2.0: ученые создают новое поколение лекарств от депрессии и зависимости
Ученые выяснили, что больше влияет на цену на жилье — вид из окна или площадь
Ученые выяснили, что больше влияет на цену на жилье — вид из окна или площадь
Небо в опасности: космический мусор угрожает авиации
Небо в опасности: космический мусор угрожает авиации

Новости компаний, релизы

Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
Три представительницы Республики Татарстан стали победителями Всероссийского конкурса Знание.Лектор
Калужан приглашают к участию в XIII сезоне Международного инженерного чемпионата CASE-IN
В Калуге обсудили меры поддержки молодых учёных региона
Молодых и заслуженных ученых наградили в Хабаровске