Strona główna Aktualności
Przyroda

Nowy ważny krok na drodze do topologicznego komputera kwantowego

18.08.2017 Przyroda, Życie

Fot. Fotolia

Fizycy z warszawskich instytutów wykonali ważny krok na drodze do stworzenia nowej, skalowalnej platformy półprzewodnikowej do prowadzenia obliczeń kwantowych.

Badania wykonała grupa naukowców z Instytutu Fizyki PAN oraz Fundacji Badawczej MagTop (Międzynarodowe Centrum Sprzężenia Magnetyzmu i Nadprzewodnictwa z Materią Topologiczną) w Warszawie. Badaniami kierowali prof. Tomasz Wojtowicz i Grzegorz Karczewski, we współpracy z amerykańskimi naukowcami z Uniwersytetu Purdue w West Lafeyette (kierownicy: prof. Leonid Rohkinson oraz Yuli Lyanda-Geller). O badaniach naukowcy z IF PAN poinformowali w przesłanym PAP komunikacie.

 

Komputery kwantowe to maszyny liczące, które wykorzystywałyby do obliczeń prawa mechaniki kwantowej. Naukowcy mają nadzieję, że takie urządzenia będą znacznie szybsze i potężniejsze od obecnie używanych. Jednym z najpoważniejszych wyzwań stojących przed projektantami takich urządzeń jest problem dekoherencji. Układy pozwalające na wykonywanie kwantowych obliczeń są bowiem podatne są zakłócenia i „tracenie” zgromadzonych informacji.

 

Te układy to obiekty "kwantowe" takie jak: jądra atomowe, półprzewodnikowe kropki kwantowe, nadprzewodzące złącza tunelowe, kondensaty Bosego-Einsteina itp., proponowane jako "kwantowe" komórki pamięci przechowujące kubity i kwantowe bramki.

 

Dekoherencja, czyli "tracenie" informacji związane jest zarówno z kwantowymi fluktuacjami, jak i z nieuniknionym wpływem niewielkich zaburzeń związanych z niezbędnym do realizacji obliczeń kontaktem obiektów kwantowych ze światem zewnętrznym. W praktyce problem dekoherencji oznacza, że komputer kwantowy będzie się mylił w obliczeniach już po ułamku sekundy.

 

Spośród wielu proponowanych rozwiązań problemu dekoherencji, obok mniej lub bardziej skomplikowanych schematów korekcji błędów, najbardziej obiecującym wydaje się wykorzystanie tak zwanych niezmienników topologicznych, czyli właściwości fizycznych związanych z głęboko pojętymi symetriami, które pozostają niezmienione przy małych, lokalnych zaburzeniach danego systemu. Od lat trwają w związku z tym poszukiwania układów i obiektów fizycznych, które umożliwiałyby z jednej strony zbudowanie podstawowych „klocków” komputera kwantowego, kubitów pamięci i bramek kwantowych, zaś z drugiej, które posiadałyby wymagane atrybuty topologiczne.

 

Jedną z możliwych realizacji skalowalnego i technologicznie interesującego układu, w którym można pobudzić wzbudzenia topologiczne, zespół amerykańskich i polskich fizyków przedstawił w najnowszym numerze "Physical Review Letters" (https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.119.046803).

 

Autorzy zaproponowali oraz zademonstrowali doświadczalnie, że pojedyncza ścianka domenowa może być w kontrolowany sposób wytworzona w kwantowym ferromagnetyku Halla przy użyciu lokalnych bramek elektrostatycznych. Kwantowy ferromagnetyk Halla powstaje w dwuwymiarowym gazie elektronowym w sytuacji, kiedy dwa poziomy energetyczne elektronów o odwrotnym kierunku spinu przecinają się w obecności silnego pola magnetycznego, w obszarze kwantowego efektu Halla.

 

Wyniki polsko-amerykańskiej grupy naukowców stanowią ważny krok na drodze do stworzenia uniwersalnej, półprzewodnikowej platformy do prowadzenia obliczeń kwantowych, opartej na modyfikowalnej sieci jednowymiarowych kanałów helikalnych, w której operacje kwantowe będą realizowane poprzez proste przykładanie napięć do bramek.

 

Szczegółowe informacje na stronie IF PAN http://press.ifpan.edu.pl/news/17/08/IFPAN170816.html

 

PAP - Nauka w Polsce

 

lt/ ekr/

Podziel się
Ocena: 0 głosów

Logowanie



Nie pamiętam hasła

Rejestracja

Komentarze: 0
Skomentuj Zobacz wszystkie  

Uwaga Redakcje!

Wszelkie materiały PAP (w szczególności depesze, zdjęcia, grafiki, pliki video) zamieszczone w serwisie "Nauka w Polsce" chronione są przepisami ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych oraz ustawy z dnia 27 lipca 2001 r. o ochronie baz danych.

 

PAP S.A. zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - www.naukawpolsce.pap.pl. W przypadku portali społecznościowych prosimy o umieszczenie jedynie tytułu i leadu naszej depeszy z linkiem prowadzącym do treści artykułu na naszej stronie, podobnie jak to jest na naszym profilu facebookowym. 

 

Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów video.

 

Informacje tekstowe z kategorii "Świat" można pozyskać odpłatnie abonując Serwis Nauka i Zdrowie PAP. Serwis ten zawiera ponadto wiele innych najnowszych doniesień naukowych z zagranicy oraz materiałów dotyczących szeroko rozumianej problematyki zdrowotnej. 

 

Informacje na temat warunków umowy można uzyskać w Dziale Sprzedaży i Obsługi Klienta PAP, tel.: (+48 22) 509 22 25, e-mail:  pap@pap.pl

 

Informacje o przedruku artykułów z Serwisu Nauka w Polsce, prośby o patronaty medialne, informacje o prowadzonych badaniach, organizowanych konferencjach itd., prosimy przesyłać na adres: naukawpolsce@pap.pl

 

 

Najpopularniejsze materiały

więcej

Książka

Czy Ziemia to komputer? „Głęboka myśl” ponownie w księgarniach Czy Ziemia to komputer? „Głęboka myśl” ponownie w księgarniach

Wznowienia doczekały się kultowe książki Douglasa Adamsa, w których opisuje on m.in. „Głęboką myśl” - maszynę, której nazwę koncern IBM nadał swemu komputerowi szachowemu - Deep Thought.

Więcej

Myśl na dziś

Wiedzę możemy zdobywać od innych, ale mądrości musimy nauczyć się sami.
Adam Mickiewicz

Nasz blog

Planetarne zoo Planetarne zoo

Ciemne jak smoła, lekkie jak styropian czy pokryte szafirowymi chmurami – takie bywają badane w ostatnim czasie pozasłoneczne planety. Niektóre z nich mogą się okazać bardzo przydatne dla nauki.

Więcej

Tagi