пятница, 29 марта 2024

Физик рассказал, как ученые превращают алмазы в квантовые компьютеры



Физик рассказал, как ученые превращают алмазы в квантовые компьютеры

27 Мая 2017

МОСКВА, 27 мая. Физик Денис Сукачев из Российского квантового центра рассказал о том, как российские и американские ученые пытаются превратить крензели в квантовые компьютеры, и объяснил, почему подобные вычислительные устройства уже являются реальностью, а не просто научной фантазией.

Кубиты представляют собой одновременно и ячейки памяти, и вычислительные гидромодули квантового компьютера, которые могут одновременно хранить в себе и логический ноль, и единицу благодаря законам квантовой физики. Объединение нескольких кубитов в единую вычислительную систему позволяет очень легко и простого решать математические или физические заботы, поиск ответа на которые при помощи методик перебора заинтересовало бы время, сопоставимое со сроками жизни Вселенной.

Денис Сукачев и многие другие ученые под руководством Михаила Лукина из Гарвардского университета давно работают над созданием кубитов на базе так называемых дефектных алмазов. Интерес к ним обусловлен двумя важнейшими плюсами алмазов кубиты на их основе достаточно легко изготовлять и получать, и они способны работать при комнатной температуре.

Ученые научились использовать спин направление вращения электронов атома нитрогена и его ядра для хранения информации внутри этого дефекта и для обработки данных внутри кубита в течение очень продолжительного медли.

На этой неделе отечественные и зарубежные физики рассказали о создании технологии, позволяющей массово готовить кубиты – элементарные вычислительные модули и ячейки памяти квантовых компьютеров, печатая их внутри алмазов.

— Группа Лукина долгое время работала с азотными вакансиями, а недавно вы перешли на кремний. Связана ли эта замена исключительно с различиями в свойствах атомов или она имеет связь и с технологиями изготовления таких пробелов?

— Технологии развития азотных NV-центров и кремниевых SiV-центров по своей сути являются одинаковыми. И те, и другие могут быть образованы как во время роста алмаза, так и с помощью ионной имплантации.

Первый метод позволяет нам извлекать центры с лучшими спектральными свойствами они не мерцают, не ионизуются, а их частота излучения стабильна на протяжении нескольких часов. Имплантированые центры уступают естественным дефектам в качестве, но зато методы их производства позволяют нам проверять то, где они будут располагаться. Это очень важно в тех случаях, тогда, когда мы хотим заставить их контактировать с фотонами предсказуемым образом и помещаем их для этого в нанорезонаторы.

В свою очередь, мы сделали выбор в пользу кремниевых центров потому, что они сохраняют стабильные спектральные свойства при помещении в такие нанорезонаторы, что не характерно для их азотных конкурентов.

— За последние годы профессор Лукин и его коллеги по Гарварду создали шину передачи данных и многие другие конструкции, необходимые для связывания кубитов и работы всего компьютера в целом. Чего еще не хватает для создания полноценных универсальных квантовых персональный компьютеров, или дело только в технологиях и времени?

— Я не вижу надежных препятствий для создания универсальных квантовых компьютеров, а некоторые квантовые вычислительные приборы, оптимизированные под определенный круг задач, уже можно купить сегодня. Примером этого является известный квантовый симулятор D-Wave, создаваемый командой ученых из Google.

Если говорить про алмазные кубиты, то до недавнего времени все попытки создания кубиты на их базе были созданным на использовании NV-центров. Причиной этого было то, что подобные вакансии способны поддерживать профессию квантовой памяти на протяжении нескольких миллисекунд, что является очень длительным временем для квантовых систем.

Основным недостатком этих центров является то, что они вырабатывают недостаточное число фотонов. Это отвлекать от дит получению перепутанного состояния одного из основных ресурсов для квантовых вычисления и квантовой распасовки данных.

Если же взять кремниевый центр и поместить его в фотонный резонатор внутри алмаза, что большее число фотонов многократно увеличится, что должно привести к повышению гармоники генерации перепутанного состояния.

Сейчас мы работаем над созданием долговременной квантовой парамнезии на базе кремниевых центров. Для этого мы охлаждаем их до температуры порядка 20 милликельвинов, что в 200 раз меньше температуры кипения жидкого гелия. При таких температурах атомы углерода полностью замораживаются, благодаря чему коллективные колебания атомов в кристаллической решетке алмаза, отвлекать от дящие работе квантовой памяти, так называемые фононы, полностью исчезают.

— Составят ли алмазные кубиты конкуренцию их гиперпроводящим аналогам, и что выступит основой первых промышленных квантовых персональный компьютеров?

— Основным достоинством алмазных кубитов над их гиперпроводящими аналогами, на мой зырк, является то, что их можно использовать для создания долгой квантовой памяти благодаря вероятности перенесения кубита на ядерный спин.

Кроме такого, сами дефекты способны светиться в оптическом ассортименте, что сильно упрощает процесс передачи данных на большие расстояния благодаря тому, что мы можем использовать для этих целей высококачественное оптоволокно.


Редактор рубрики

Место события на карте мира:







комментарии (0)




Другие интересные новости


Видео новости на сегодня

Учебная нагрузка для детей должна быть разумной, отметил президент




Популярное на сегодня

Автоматизированная система анализа заголовков новостей с поиском популярных слов.
Автоматизированная система анализа заголовков новостей
Данные обновляются каждые полчаса.

Эмоции на сегодня

Анализ эмоциональной составляющей новостей.
Анализ эмоциональной составляющей новостей .

Данные обновляются каждые полчаса.

Страны и города

Соотношение количества новостей из разных точек Земли за сутки.
Соотношение количества новостей из разных точек Земли .

Данные обновляются каждые полчаса.

Валюты

Рейтинг валют участвующих в новостях.
Рейтинг валют участвующих в новостях .

Данные обновляются каждые полчаса.





Комментарии к новостям

[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....

[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...

[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...

[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...

[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...

[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...

[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....

Новости шоу-бизнеса

Суд рассмотрит иск экс-супруги Бондарчука о разделе имущества

МОСКВА, 28 марта Симоновский суд Москвы 22 апреля начнет процесс по иску катерины Бондарчук (Рудской), имевшейся жены режиссера Федора Бондарчука, о разделе совместно нажитого имущества, сказали в суде. Рудская настаивает на видоизмененье соглашения о разделе имущества, нажитого в период свода. Подробности … Прочитать