8 июля, 2016 
adminGWP Физики из у.с. Нaциoнaльный институт стaндaртoв и тexнoлoгий (Нaциoнaльный институт стaндaртoв и тexнoлoгий СШA nist) удaлoсь пoймaть oт сильныx элeктричeскиx и мaгнитныx пoлeй 219 иoнoв бeриллия и путaть иx свoйствa нa квaнтoвoм урoвнe, с пoмoщью лaзeрнoгo луча. Некоторые другие методы, которые используются учеными, может читать и манипулировать квантовой информацией в ионы. Все это превратило эту группу ионов в квантовых симулятор, в недрах которой можно сделать квантовые компьютеры будут доступны для расчетов на обычных компьютерах.
Квантовая запутанность-это «жуткий» феномен, который связывает квантовые характеристики и состояние частиц, которые можно разделить на произвольно большое расстояние. Любое воздействие на одну из запутанных частиц мгновенно виден с точки зрения других запутанный вопрос. Ученым удалось запутать на квантовом уровне одновременно, сотни тысяч фотонов света, и тысячи нейтральных атомов. Но, этот случай является абсолютным рекордом по количеству одновременно запутанных ионов.
Возможность запутываюсь ионы в большом количестве имеет большое значение в области квантовых компьютеров, которые могут решать сложные задачи определенного типа, что это сложная задача даже для самых мощных суперкомпьютеров. Каждый ион выступает в роли квантового бита (кубита), и группа из 10-20 кубитов не достаточно для выполнения сложных квантовых алгоритмов.
Вместо того, чтобы принять ионов в ловушке, один на один, ученые использовали инструмент под названием ловушка. Это ловушка, придуманная в 1959 году, позволяет ловить и удерживать большое количество атомов или ионов, позволяя проводить измерения в квантовой характеристики каждого отдельного Иона. В основе ловушки пеннинга представляет собой «сеть» сильные электрические и магнитные поля заставляют ионы образуют своеобразный двумерный кристалл.
Как только ученым удалось «оседлать», чтобы поймать необходимое количество ионов, они использовали лазеры, чтобы охладить их до температуры почти абсолютного нуля. Несколько дополнительных лазеров позволил «ленте» нейтральных атомов, лишая их несколько электронов в верхний электронный слой, что делает этих нейтральных атомов в положительно заряженные ионы. Кроме того, дополнительный свет лазеров позволит нам выровнять направление вращения ионов, спина, и путать эти ионы на квантовом уровне.
Большую роль в этом достижении сыграла уникальная конструкция ловушки пеннинга, разработанный в nist. Эту ловушку предоставляет ученым возможность чтения квантовое состояние каждого отдельного Иона, кроме того, он позволяет контролировать квантовое состояние Иона кристалла в целом.
Следует отметить, что данная технология в дальнейшем будет использована для моделирования поведения ионов на некоторые магнитные материалы связаны друг с другом при определенных условиях, естественно. И таких необычных материалов можно отметить ученых в новое состояние материи, который до сих пор ученым неизвестно, и исследование этого условия может привести к открытиям в области высокотемпературной сверхпроводимости и других областях, которые могут иметь огромное влияние на развитие современной науки и техники.
Следующий шаг, который намерены сделать ученые из nist, будет реализация метода непосредственного контроля квантового состояния каждого отдельного Иона. Если им удастся осуществить это, они будут иметь в наличии настоящий квантовый компьютер, «процессор», который состоит из 200 из запутанных кубитов. С таким количеством кубитов компьютер может выполнять очень сложные квантовые алгоритмы, значительно превосходя все остальные существующие компьютеры.
Опубликовано в рубрике