یک مطالعه به prod یک آنتیموان هسته (مدفون در وسط این دستگاه) با میدان مغناطیسی یکی با میدان الکتریکی زمانی که یک کلید سیم ذوب شده و یک شکاف در آن است.

S. اسعد et al., طبیعت, 579, 205 (2020)

یک اتفاقی نوآوری داده تاریک-اسب رویکرد به محاسبات کوانتومی افزایش می دهد. برای چندین دهه دانشمندان از خواب با استفاده از هسته های اتمی تعبیه شده در سیلیکون—آشنا به مسائل میکروچیپ—به عنوان بیت کوانتومی یا qubits در superpowerful کوانتومی کامپیوتر دستکاری آنها با میدان مغناطیسی. در حال حاضر محققان در استرالیا تصادفا در سراسر راه برای کنترل چنین یک هسته با بیشتر-کنترل میدان الکتریکی بالا بردن چشم انداز کنترل qubits در بسیار به همان شیوه به عنوان ترانزیستور در عادی ریزتراشه.

“این فوق العاده مهم می گوید:” تادئوس Ladd یک تحقیق فیزیکدان در HRL آزمایشگاه LLC., پژوهشی خصوصی شرکت. “این به طور بالقوه می تواند تغییر بازی برای هسته ای qubits در سیلیکون است.”

کامپیوتر های معمولی flips یک بیت از 1 به 0 و بازگشت دوباره است. یک کامپیوتر کوانتومی استخدام qubits است که می تواند مجموعه را به 0 و 1 و یا به لطف و غریب, قوانین مکانیک کوانتومی 0 و 1 در همان زمان. این را قادر می سازد یک کامپیوتر کوانتومی به بحران تعداد زیادی از ورودی ها به طور همزمان است که یکی از دلایل که چرا یک باید قادر به حل انواع خاصی از مشکلات پیچیده ای است که می باتلاق هر کامپیوتر معمولی. سال گذشته محققان با گوگل ادعا خود را کوچک کامپیوتر کوانتومی انجام شده مغلق محاسبه که گرفته اند متعارف ابر رایانه هزاره.

آن را به دور از روشن که از بسیاری از انواع کيوبيت بهترین است. هر یک از 53 qubits در گوگل دستگاه شامل یک مدار ابررسانا فلزی است که دارای دو تنظیمات یا “متحده” با انرژی های مختلف. با آوردن آن با مایکروویو هر مدار را می توان به یک دولت دیگر و یا هر دو. اما qubits باید اجرا در نزدیکی صفر مطلق درجه حرارت در یک حجیم تدبیر به نام رقت یخچال است که در حدود اندازه یک باجه تلفن. گوگل از محققان فکر می کنم آنها می تواند متناسب با حدود 1000 qubits در یکی رقت یخچال. کامل کامپیوتر کوانتومی با میلیون ها نفر از qubits ممکن است پس از آن نیاز به هزاران پیوسته رقت یخچال و فریزر.

در سال 1998 بروس کین یک ماده چگال فیزیکدان در حال حاضر در دانشگاه مریلند کالج پارک اندیشه تا جمع و جور تر با تکنولوژی های فردی فسفر اتم های جاسازی شده در سیلیکون قرار داده و در یک میدان مغناطیسی است. هر فسفر هسته می چرخد مانند بالا و با یک میدان مغناطیسی نوسانی محققان می تواند هم محور را به چرخش در همان جهت به عنوان زمینه راه مخالف و یا در هر دو روش در یک بار و آن را یک کيوبيت. ظریف چرخش متحده خواهد آخرین برای حدود 1 ثانیه و در اصل, محققان قرار می تواند میلیون ها نفر از qubits در یک ریزتراشه سیلیکونی.

اما این تکنولوژی عقب ابررسانا qubits. یک مشکل در می آید پرداختن به تک هسته ای با یک میدان مغناطیسی به دلیل زمینه گرایش به بیش از نشت و ظروف سرباز یا مسافر با همسایه هسته. در حال حاضر Andrea Morello, یک کوانتومی مهندس در دانشگاه نیو ساوت ولز (UNSW) و سیدنی و همکاران را در بر داشت یک راه برای کنترل چنین یک هسته با یک کنترل میدان الکتریکی آنها گزارش امروز در طبیعت.

Morello و همکاران مطالعه یک آنتیموان هسته تعبیه شده در سیلیکون. بزرگتر آنتیموان هسته بالاتر چرخش از فسفر است. پس در یک میدان مغناطیسی آن است نه فقط دو پایه متحده اما هشت اعم از اشاره در همان جهت به عنوان زمینه به اشاره در جهت مخالف است.

علاوه بر این توزیع بار الکتریکی در هسته نیست یونیفرم, بیشتر شارژ در اطراف قطب از خط استوا است. که ناهموار اتهام توزیع می آزمایشگران یکی دیگر از رسیدگی در هسته علاوه بر آن چرخش و مغناطیس. آنها می توانید آن را با یک نوسان میدان الکتریکی و controllably سهولت آن را از یک چرخش دولت به دیگری و یا به ترکیبی از هر دو. تمام طول می کشد استفاده از یک میدان الکتریکی از حق فرکانس با ساده الکترود محققان گزارش می دهند.

محققان کشف اثر تصادف Morello می گوید. به دلایلی که هیچ ربطی به محاسبات کوانتومی آنها تا به حال می خواستم به مطالعه و بررسی چگونگی آنتیموان هسته جاسازی شده در یک تراشه سیلیکون واکنش نشان می دهند به تکان از نوسان میدان مغناطیسی تولید شده توسط یک سیم روی تراشه. اما سیم ذوب شده و شکست, تبدیل زمان-حمل سیم به اتهام جمع آوری الکترود که به جای تولید یک نوسان میدان الکتریکی.

کشف شد و حتی پیچیده تر است. برای نوسان میدان الکتریکی برای ایجاد یک اثر هسته اول تا به حال به نشستن در یک ناهموار استاتیک میدان الکتریکی. خوشبختانه برای محققان است که ناهموار زمینه به وجود آمد و به طور طبیعی از اعوجاج در سیلیکون ناشی از آلومینیوم آگهی بر روی سطح آن بود که قرارداد به عنوان تراشه سرد شد به آن عامل درجه حرارت نزدیک به صفر مطلق.

آن را در زمان یک ماه برای محققان برای کشف کردن آنچه که می گذرد می گوید: Serwan اسعد یک postdoc در UNSW. که “دیگر از من می خواهم به اعتراف به خبرنگار” او می گوید. Morello می گوید نظریه پردازان پیش بینی شده در سال 1958 که یک نوسان میدان الکتریکی می تواند تلنگر یک هسته اما هیچ کس تا به حال مشاهده آن است.

تعبیه شده آنتیموان هسته نیست دقیقا یک کيوبيت دلیل آن دارای هشت پایه متحده یادداشت گاوین مورلی یک فیزیکدان کوانتومی در دانشگاه وارویک. اما این خوب است او می گوید: به دلیل هشت متحده در واقع معادل سه دو دولت qubits. همه الکتریک تکنیک می تواند مورد استفاده برای کنترل دیگر هستههای او می گوید اما نمی فسفر به دلیل آن است یک مسئول توزیع.

آن را خیلی زود به می گویند که آیا در هسته سیلیکون موفق خواهد شد به عنوان qubits, کین می گوید که محققان در تلاش برای جمع آوری بیش از دو تا از آنها را در یک دستگاه. پیشرفت برجسته جذبه از سیلیکون تکنولوژی برای ساخت یک جمع و جور کوانتومی کامپیوتر. “این چیزی است که نگه می دارد تا کمی ما را در زمینه تامین می شود” کین می گوید. اگر سیلیکون مبتنی بر کامپیوتر کوانتومی ممکن است, ممکن است اجتناب ناپذیر مورلی می گوید. “یک اصطلاحی وجود دارد که اگر چیزی می تواند انجام شود در سیلیکون آن انجام خواهد شد در سیلیکون فقط به این دلیل که صنعت بزرگ است.”

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im