На пути к квантовому компьютеру: ученые сыграли электронами в пинг-понг
Ученые из Лаборатории Кавендиша Кембриджского университета провели эксперимент, результаты которого могут найти применение в квантовых вычислениях для передачи квантового бита (кубита) информации. Таким образом, наука еще на шаг приблизилась к созданию квантового компьютера.
Исследователям удалось послать отдельный электрон на очень большое – микрометровое расстояние. Опыт был повторен в двух направлениях более 60 раз, что сделало его похожим на своеобразный пинг-понг.
В традиционных методах создания одноэлектронных схем, состоящих из квантовых точек, носители могут передаваться на дистанцию в несколько десятков или сотен нанометров. При передаче на длинные расстояния квантовые точки теряют свою когерентность (согласованность).
Происходящее можно проиллюстрировать таким примером: человек стоит в толпе и видит вдалеке своего знакомого, для которого у него есть сообщение. Но, протискиваясь между людьми, встречая других знакомых, он постепенно забывает, с какой целью начал свой путь. Аналогичным образом ведут себя и электроны, следующие к цели не по прямой, а по сложной зизгагообразной траектории.
В опыте исследователей из Лаборатории Кавендиша квантовые точки были разнесены на 4 микромера. Канал создавался на поверхности арсенида галлия (GaAs). Электрон запускался короткой и мощной потенциальной волной, которую создавали поверхностные электроды. Затем волна запускалась с другой стороны, и электрон путешествовал обратно. Таким образом было проведено около 60 циклов. За это время электрон преодолел расстояние 0,25 мм.
«Это – технология для квантовых компьютеров, – говорит руководитель группы исследователей Крис Форд. – По всему миру люди работают, чтобы создать этот новый тип компьютера, но есть большие сложности, например, в передаче данных между компонентами, например, между процессором и памятью. И хотя наши эксперименты пока не показали, что электроны помнят свои квантовые состояния, все это вполне возможно сделать. Это позволило бы применить наш метод для передачи кубитов информации в квантовом компьютере».
Исследователям удалось послать отдельный электрон на очень большое – микрометровое расстояние. Опыт был повторен в двух направлениях более 60 раз, что сделало его похожим на своеобразный пинг-понг.
В традиционных методах создания одноэлектронных схем, состоящих из квантовых точек, носители могут передаваться на дистанцию в несколько десятков или сотен нанометров. При передаче на длинные расстояния квантовые точки теряют свою когерентность (согласованность).
Происходящее можно проиллюстрировать таким примером: человек стоит в толпе и видит вдалеке своего знакомого, для которого у него есть сообщение. Но, протискиваясь между людьми, встречая других знакомых, он постепенно забывает, с какой целью начал свой путь. Аналогичным образом ведут себя и электроны, следующие к цели не по прямой, а по сложной зизгагообразной траектории.
В опыте исследователей из Лаборатории Кавендиша квантовые точки были разнесены на 4 микромера. Канал создавался на поверхности арсенида галлия (GaAs). Электрон запускался короткой и мощной потенциальной волной, которую создавали поверхностные электроды. Затем волна запускалась с другой стороны, и электрон путешествовал обратно. Таким образом было проведено около 60 циклов. За это время электрон преодолел расстояние 0,25 мм.
«Это – технология для квантовых компьютеров, – говорит руководитель группы исследователей Крис Форд. – По всему миру люди работают, чтобы создать этот новый тип компьютера, но есть большие сложности, например, в передаче данных между компонентами, например, между процессором и памятью. И хотя наши эксперименты пока не показали, что электроны помнят свои квантовые состояния, все это вполне возможно сделать. Это позволило бы применить наш метод для передачи кубитов информации в квантовом компьютере».
Ещё новости по теме:
18:20