Сообщить об ошибке на сайте
URL
Ошибка
Квантовые компьютеры

Ученые из Констанцского университета (Германия), Принстонского университета (США) и Университета Мэриленда (США) создали стабильный кремниевый квантовый вентиль для двухкубитной системы. Это ключевой элемент квантового компьютера, пишет Science Daily.

Квантовый вентиль — это базовый элемент квантового компьютера, преобразующий входные состояния кубитов на выходные по определенному закону. Отличается от обычных логических вентилей тем, что работает с кубитами, а следовательно подчиняется квантовой логике. В новом устройстве электронный спин отдельных электронов кремния используется, как основное хранилище данных (кубитов).

Квантовые компьютеры могут в будущем заменить электронные компьютеры, когда те достигнут предела вычислительной мощности. Однако они более чувствительны к изменениям окружающей среды, и ученые работают над тем, чтобы создать более стабильные квантовые вентили, которые являются главными «строительными блоками» квантового компьютера.

Особенность открытия американо-немецких ученых состоит в том, что они впервые использовали электронный спин кремния в качестве основы для хранения кубитов. Раньше для этой цели пытались использовать ионы и сверхпроводниковые системы. Направление вращения электрона соответствует «1» или «0» в цифровом бите, но в квантовом состоянии электрон может хранить больше информации, нежели «1» или «0».

Сперва перед учеными встала задача извлечения отдельного электрона из миллиардов атомов кремния. «Это было грандиозным достижением наших коллег из Принстона», — говорит Гуидо Буркард из Констанцского университета. Они использовали сочетание электромагнетизма и отталкивания для отделения электрона, после чего помещали его в специальную полость, где он хранился в плавучем состоянии. Затем необходимо было разработать систему, которая бы позволила контролировать крутящий момент электрона. Это удалось сделать с помощью нано-электродов и электромагнитов.

Однако, чтобы квантовый компьютер стал программируемым, необходимы два кубита. Поэтому ученые попытались подключить два электрона друг к другу с помощью дополнительно наноэлектрода, который поместили между «полостями», в которых плавают электроны. Благодаря этому «мосту» можно сделать так, чтобы один электрон вращался только, при условии, что другой электрон вращается в определенном направлении. Этот метод оказался довольно точным — на 99% для одного кубита и на 80% — для двух кубитов.

Кремний оказался удачным материалом. Он очень «тихий», то есть имеет относительно низкое число атомных спинов, влияющих на крутящий момент электронов. К тому же, кремний давно используется в микроэлектронике и хорошо изучен.

Физики Института Макса Планка сумели реализовать квантовый вентиль с двумя квантами в качестве основных действующих лиц, введя третий квант — атом, выполняющий роль медиатора. Это открытие может позволить в будущем создавать масштабируемые квантовые компьютеры и глобальные квантовые сети.

Загрузка...
Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 3 раза в день

C 2019 года открыть автомобиль можно будет через NFC-чип в смартфоне
Тренды
Медики начнут печатать датчики для диагностики болезней в виде медведей Haribo
Медицина
Ричард Вдовьяк, Philips: «В будущем диагностировать заболевания будут не только врачи, но и сами пациенты»
Тренды
«Яндекс» провел первое тестирование своего беспилотного автомобиля. Он сам доехал из Москвы в Казань
Беспилотные автомобили
Частный космос
Россия провела первое испытание лазерного зажигания для кислородно-водородного ракетного двигателя
Роcкосмос закрывает проект «Протон»
Частный космос
В аэропорту Амстердама появился первый европейский криптовалютный банкомат
Криптовалюта
Шедевры за биткоины: Как криптовалюта меняет рынок искусства
Блокчейн
Почему «московий» и «оганесон» устроили раскол между физиками и химиками?
Кейсы
Тренды
Сэр Харшад Бадехиа — о бронежилетах будущего, русских математиках и металлургии
«Надежнее золота»: блокчейн в цифрах
Блокчейн
Бас Лансдорп, Mars One: «Моя жена отдала бы все, чтобы не лететь на Марс»
Полет на Марс
Как big data, блокчейн и 3D-печать сделали пищу полезнее
Мнения
Томас Циммерман, IBM, — о том, как остановить конец света, спасая планктон
Тренды
Без Siri, Алисы и «Окей, Google»: как и зачем нас подслушивают собственные телефоны
Тренды
Шрада Агарвал, Outcome Health: «Когда человек знает о своей болезни, от этого выигрывает и он, и фарма»
Мнения
Тренды
«Дорогая, я ухожу от тебя к роботу!»: заменят ли секс-андроиды реальные отношения?
7 правил для начинающих и разумных блокчейн-инвесторов
ICO
Четвертая революция: как интернет вещей изменит промышленность и нефтедобычу
Тренды
Не витайте в «облаках»: как провайдеры обманывают доверчивых клиентов
Мнения
Когда мы начнем летать на автомобилях в городе?
Тренды
Кейсы
Как в Россию проникают технологии: интернет-рестораны, маникюр на дому и «умное» страхование
Гендиректор Uber Дара Хосровшахи: «Автомобили должны ездить в трех измерениях»
Мнения
Олег Бабкин: «Системных администраторов никто не обучает, обучают только разработчиков»
Мнения
«Чтобы создать новое лекарство, нужно 10–12 лет и миллиард долларов»
Мнения
Сооснователь «Евросети» Тимур Артемьев: «Мы будем летать из Лондона в Сидней через космос. Так ближе»
Тренды
Новый стандарт рекламного рынка: что нужно знать о programmatic, чтобы рекламироваться эффективно
Тренды
Иван Горшунов, Etcetera, — о мобильных приложениях, стартапах и «внутренней девятиэтажке», которая мешает заглянуть за горизонт
Мнения
Билетный IT: как построить технологическую платформу вокруг билетного бизнеса
Кейсы
Cognitive Technologies: как российское бездорожье поможет искусственному интеллекту водить машины лучше, чем люди
Кейсы
Кейсы
10 предпринимателей — о том, как им помогают новые технологии в жизни и бизнесе
Don’t open the doors: как сделать игру из пластилина в одиночку (и привлечь инвестора на следующий проект)
Кейсы
Софт, бот, нейросеть: айтишники объясняют, почему не боятся автоматизации, роботизации и ИИ
Кейсы
Специалист по лучевой диагностике Сергей Морозов: искусственный интеллект возьмет на себя 30% функций врача и до 60% функций лаборантов
Мнения
Системный архитектор Алексей Усов — о Red Hat, международных стандартах, Linux и «Платоне»
Мнения
Microsoft впервые за три года обогнала Google по капитализации. Теперь компания — в тройке самых дорогих
Тренды
Сельское хозяйство
Российская компания представила систему, которая превращает любой трактор и комбайн в беспилотник
Массачусетский институт показал неопубликованное ранее видео из выступления Стива Джобса
Тренды
Антон Трантин, Pulsar VC: почему вашему стартапу не нужен блокчейн
Блокчейн
Одна распознает, другая проверяет, третья следит, чтобы никто не мухлевал: как нейронные сети работают над изображениями и видео
Тренды
«Ну как бы э-э-э»: почему Google Duplex — не прорыв
Тренды
Ростуризм предложил создать аналог Booking.com в России
Мнения
В Бурятии прошло новое тестирование почтовых дронов. На этот раз беспилотник не разбился
Тренды
Создатели Pokemon Go выпустят новую игру в 2018 году
Кейсы
Роман Аранин, Observer: «Мы не хотим делать инвалидные коляски уровня «Жигулей»
Мнения
Большинство популярных витаминов оказались бесполезными
Кейсы
Virgin Galactic провела успешное испытание космического корабля для туристов
Частный космос
В США представили мобильную энергоэффективную деревню, напечатанную на 3D-принтере
Умный дом
Тренды
Сбербанк начнет выдавать биометрические водительские права уже в декабре 2018 года