Home » Stiinta » Invenţia unor cercetători americani va face computerele cuantice mult mai eficiente

Invenţia unor cercetători americani va face computerele cuantice mult mai eficiente

Alin Motogna 08.11.2016
Invenţia unor cercetători americani va face computerele cuantice mult mai eficiente
Dispozitivul a fost construit din cuarţ, nitrură de siliciu, sticlă şi niobiu.

În ultimul număr al revistei Nature Nanotechnology, o echipă formată din cercetători de la MIT şi MIT Lincoln Laboratory susţin că au făcut un pas important spre construirea primelor computere cuantice practice. În articolul lor, specialiştii descriu structura unui cip ce poate capta ioni într-un câmp electric, pentru ca mai apoi să îi bombardeze cu fascicule laser folosind un sistem optic de ultimă generaţie. 

,,Dacă luăm în considerare un dispozitiv clasic, el este un cilindru în interiorul căruia sunt captaţi ioni. Vorbim, practic, de un adevărat laborator cu sisteme optice ce ghidează fasciculele laser înspre ioni. Noi plănuim să miniaturizăm acest laborator într-un cip”, susţine unul dintre coordonatorii studiului, Rajeev Ram (MIT).

Echipa Quantum Information and Integrated Nanosystems de la Lincoln Laboratory munceşte deja la dezvoltarea unor ,,capcane” pentru ioni cunoscute sub numele de ,,surface traps”. Dispozitivele care captează ioni au un aspect asemănător unei cuşti ale cărei bare sunt electroni ce produc un câmp electric. În interiorul acestei cuşti, ionii se aliniază în paralel cu barele. Pe de altă parte, ,,capcanele pentru surpafaţă” sunt cipuri cu electrozi încorporaţi în suprafeţele lor, iar ionii plutesc deasupra acestora la o distanţă de aproximativ 50 de micrometri. 

,,Capcanele” pentru ioni pot avea numai anumite dimensiuni, fapt care nu permite stocarea unei cantităţi semnificative de informaţie. Pe de altă parte, se presupune că noile dispozitive, realizate cu ajutorul unei tehnologii mult mai performante, ar putea avea aceleaşi dimensiuni, însă ar putea stoca mult mai multe date. 

Realizarea calculelor cuantice necesită o controlare extrem de precisă a stării energiei fiecărui qubit în parte, deoarece, în cazul sistemelor cu ioni captaţi, ei sunt puşi în funcţiune cu ajutorul fasciculelor laser. Cu atât mai greu poate fi desfăşurat acest proces în cazul dispozitivelor cu ioni la suprafaţă, fiindcă distanţa dintre particule este de numai 5 micrometri. Prin urmare, bombardarea cu fascicule laser a fiecărui ion în parte este extrem de dificilă, mai ales pentru că acest lucru trebuie făcut fără a afecta mai mulţi atomi în acelaşi timp. 

Rajeev Ram, împreună cu Karan Mehta, absolvent al Institutului de Tehnologie din Massachusetts (MIT), au construit un cip în interiorul căruia fasciculele laser pot fi îndreptate înspre fiecare ion în parte. În tot acest timp, echipa de la Lincoln Laboratory a adaptat un dispozitiv pentru captarea ionilor la suprafaţă modificându-i componentele optice. În cele din urmă, cele două grupuri au realizat o serie de experimente pentru a testa capacităţile sistemului pe care l-au creat. 

Cipul realizat de cele două echipe de cercetători a fost construit pe un subtrat de cuarţ. Deasupra acestuia, specialiştii au relizat o reţea din nitrură de siliciu pentru a ghida fasciculele laser pe suprafaţa cipului. Deasupra acestei reţele a fost realizat un strat de sticlă şi unul de electrozi din niobiu. Sub orificiile electrozilor, reţeaua se destramă în mai multe căi, care permit bombardarea cu fascicule a fiecărui ion în parte, la o suprafaţă de aproximativ 50 de micrometri deasupra cipului. 

Deşi au evaluat performanţa întregului sistem, specialiştii nu au reuşit însă să afle care este cantitatea de energie pe care fiecare ion o primea în parte. În acest sens, cercetătorii speră să afle dacă este posibil ca fiecare qubit să fie bombardat în acelaşi timp, dar la intensităţi diferite. Astfel, programarea qubiţilor va fi mult mai eficientă decât cea actuală, iar calculele cuantice vor doveni mai practice. 

Sursa: sciencedaily.com

Vă mai recomandăm şi: Cu un pas mai aproape de computerul cuantic

                                       Mai aproape de computerul cuantic: a fost creat un tranzistor funcţional dintr-un singur atom (VIDEO)

                                    Este posibil ca cercetătorii de la Google să fi realizat prima simulare cuantică a unei molecule. Reuşita ar putea schimba radical modul în care vom trăi

Cele mai noi articole
Peste 150 de români concurează la hackathonul NASA Space Apps Challenge
Peste 150 de români concurează la hackathonul NASA Space Apps Challenge
Un tort care a rezistat bombardamentului orașului Lubeck, de acum 79 de ani, a fost găsit într-o pivniță
Un tort care a rezistat bombardamentului orașului Lubeck, de acum 79 de ani, a fost găsit într-o pivniță
Facebook a oprit dezvoltarea proiectului Instagram Kids
Facebook a oprit dezvoltarea proiectului Instagram Kids
Speranța de viață, redusă la cea mai mare valoare de la al Doilea Război Mondial, din cauza pandemiei de COVID
Speranța de viață, redusă la cea mai mare valoare de la al Doilea Război Mondial, din cauza pandemiei de COVID
De ce declară China ilegale toate tranzacţiile cu criptomonede
De ce declară China ilegale toate tranzacţiile cu criptomonede
Cea mai mare campanie de vaccinare din istorie. Peste 6,13 miliarde de doze anti-Covid, administrate în lume
Cea mai mare campanie de vaccinare din istorie. Peste 6,13 miliarde de doze anti-Covid, administrate în lume
O eclipsă solară care arată nelumească a câștigat marele premiu în competiția Astronomy Photographer of the Year
O eclipsă solară care arată nelumească a câștigat marele premiu în competiția Astronomy Photographer of the Year
Dieta care contribuie la o performanță cognitivă mai bună. Ce presupune
Dieta care contribuie la o performanță cognitivă mai bună. Ce presupune
O pastilă care poate trata COVID-19, tot mai aproape de a deveni realitate. „Vom avea răspunsuri în următoarele câteva luni”
O pastilă care poate trata COVID-19, tot mai aproape de a deveni realitate. „Vom avea răspunsuri în următoarele câteva ...
Femei puse în paturi de apă gigant. Ce vor să descopere oamenii de știință
Femei puse în paturi de apă gigant. Ce vor să descopere oamenii de știință
Cum va fi vremea în primele zile din octombrie. Prognoza meteo pentru următoarele săptămâni
Cum va fi vremea în primele zile din octombrie. Prognoza meteo pentru următoarele săptămâni
Aventura cu năbădâi dintre Ferdinand şi Elena Văcărescu
Aventura cu năbădâi dintre Ferdinand şi Elena Văcărescu
Un studiu arată că cei mai înalți oameni din lume au început să se micșoreze
Un studiu arată că cei mai înalți oameni din lume au început să se micșoreze
Art Safari 2021 își prelungește programul. Care sunt expozițiile prelungite
Art Safari 2021 își prelungește programul. Care sunt expozițiile prelungite
Imagini rare cu un cerb superb în perioada boncănitului, într-o pădure din Caraș-Severin
Imagini rare cu un cerb superb în perioada boncănitului, într-o pădure din Caraș-Severin
Un nou caz de sindrom Havana, boala misterioasă care a început în Cuba
Un nou caz de sindrom Havana, boala misterioasă care a început în Cuba
Explozia gigantică a unei roci spațiale care a distrus un oraș antic. A fost de 1.000 de ori mai puternică decât bomba de la Hiroshima
Explozia gigantică a unei roci spațiale care a distrus un oraș antic. A fost de 1.000 de ori mai puternică decât bomba ...
Cea mai apropiată rudă a virusului SARS-CoV-2 a fost descoperită. Ce ne spune despre originile patogenului
Cea mai apropiată rudă a virusului SARS-CoV-2 a fost descoperită. Ce ne spune despre originile patogenului