Disse "Spooky" Entangled Atoms Bare Blev Quantum Computing One Step Closer

{h1}

Fysikere har skubbet quantum computing et skridt tættere på at blive en realitet.

Forskere har lavet det største og mest komplekse kvantecomputernetværk endnu, idet de får 20 forskellige entanglede kvantebits eller qubits til at tale med hinanden.

Holdet kunne derefter læse oplysningerne i alle de såkaldte qubits, hvilket skabte en prototype af kvantet "kortsigtet hukommelse" til computeren. Mens tidligere indsatser har viklet større grupper af partikler i ultracold lasere, er det første gang forskerne har kunnet bekræfte, at de rent faktisk er i et netværk.

Deres undersøgelse, der blev offentliggjort den 10. april i tidsskriftet Physics Review X, skubber kvantecomputere til et nyt niveau, der ligger tættere på den såkaldte "quantum advantage", hvor qubits overgår de klassiske bits af silicium-chipbaserede computere, siger forskerne.

Fra bit til qubits

Traditionel databehandling er baseret på et binært sprog på 0s og 1s - et alfabet med kun to bogstaver eller en række glober vendt til enten nord- eller sydpolen. Moderne computere bruger dette sprog ved at sende eller stoppe strømmen af ​​elektricitet gennem metal og silicium kredsløb, skifte magnetisk polaritet eller ved hjælp af andre mekanismer, der har en dobbelt "on / off" tilstand.

Imidlertid bruger kvantecomputere et andet sprog - med et uendeligt antal "bogstaver".

Hvis binære sprog bruger de nordlige og sydlige poler af globerne, så vil kvantum computing bruge alle punkterne imellem. Målet med quantum computing er også at bruge hele området mellem polerne.

Men hvor kunne et sådant sprog blive skrevet? Det er ikke som om du kan finde kvantemateriale i hardwareforretningen. Så har teamet fanget calciumioner med laserstråler. Ved at pulsere disse ioner med energi, kan de flytte elektroner fra et lag til et andet.

I gymnasiet fysik, springer elektroner mellem to lag, som en bil skiftende baner. Men i virkeligheden findes der ikke elektroner på ét sted eller et lag - de eksisterer i mange på samme tid, et fænomen kendt som quantum superposition. Denne ulige kvanteadfærd giver mulighed for at udtænke et nyt computersprog - en der bruger uendelige muligheder. Mens klassisk databehandling bruger bits, bliver disse calciumioner i superposition kvantitetsbits eller qubits. Mens tidligere arbejde havde skabt sådanne qubits før, er tricket til at lave en computer at få disse qubits til at tale med hinanden.

"At have alle disse individuelle ioner alene er ikke rigtig den ting, du er interesseret i," fortalte Nicolai Friis, første forfatter på papiret og en seniorforsker ved Institut for Quantum Optik og Quantum Information i Wien, WordsSideKick.com. "Hvis de ikke taler med hinanden, så er alt hvad du kan gøre med dem en meget dyr klassisk beregning."

Talende bits

For at få qubitsne "taler" i denne sag påberåbt sig en anden bizarre konsekvens af kvantemekanik, kaldet entanglement. Entanglement er, når to (eller flere) partikler synes at fungere på en koordineret, afhængig måde, selv når de adskilles af store afstande. De fleste eksperter tror, ​​at indtrengende partikler vil være nøgle som kvantecomputerkatapult fra laboratorieeksperiment til computere revolution.

"For tyve år siden var sammenblanding af to partikler en stor ting," fortæller co-forfatteren Rainer Blatt, en fysikprofessor ved University of Innsbruck i Østrig, til WordsSideKick.com. "Men når du virkelig går og vil bygge en kvantecomputer, skal du arbejde med ikke bare sige fem, otte, 10 eller 15 qubits. Til sidst skal vi arbejde med mange mange qubits."

Holdet lykkedes at forankre 20 partikler sammen i et styret netværk - stadig mangel på en ægte kvantecomputer, men det største netværk til dato. Og mens de stadig har brug for at bekræfte, at alle 20 er fuldt indviklede med hinanden, er det et solidt skridt i retning af fremtidens supercomputere. Til dato har qubits ikke overgået klassiske computerbits, men Blatt sagde det øjeblik - ofte kaldet quantum advantage - kommer.

"En kvantecomputer kommer aldrig til at erstatte klassiske computere, det vil tilføje til dem," sagde Blatt. "Disse ting kan gøres."

Oprindeligt udgivet den WordsSideKick.com.


Video Supplement: What is Random?.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com