| 0 |
|
Обычно, физики всеми возможными средствами пытаются оградить квантовые биты (кубиты) от воздействия окружающего мира. Любой «шум» или помеха, например, тепло, генерируемое в ходе эксперимента, которые нарушают хрупкое квантовое состояние, могут уничтожить информацию и внести разнобой в логические операции квантового компьютера.
Сотрудники Национального института стандартов и технологии (NIST) и Копенгагенского университета (Дания) предложили обратить этот недостаток в достоинство. Они контролируемым образом связали квантовый эксперимент с внешним миром, сохранив квантовое перепутывание функций состояния двух ионов. Этот нестандартный подход описывается в статье, опубликованной 24 ноября в Nature, наряду с сообщением о подобной работе, выполненной в Йельском университете с применением сверхпроводящих схем.
В эксперименте NIST использовались два иона бериллия для хранения квантовой информации, и два иона магния, которые охлаждались лучами ультрафиолетового лазера и выделяли тепло.
Кубиты спутывались двумя лазерными лучами и постоянно «теряли» нежелательные квантовые состояния, утекающие в окружающую среду из-за облучения третьим лазером и микроволнами. Эти ненужные данные связывались с исходящим теплом таким образом, что кубиты оставались только в требуемом перепутанном состоянии, соответствовавшем минимуму энергии движения, после чего утечка тепла и информации прекращалась.
В отличие от логической операции такой процесс может начинаться с любого состояния ионов и приводить к одному и тому же финальному состоянию. Кроме того, эта схема устойчива к некоторым видам шума, способным помешать функционированию традиционного логического вентиля. Так, лазерное и микроволновое излучения не оказывают негативного влияния на нужное перепутанное состояние, но изменяют все прочие состояния.
В описываемых экспериментах кубиты приходили в правильное состояние всего за несколько миллисекунд, а доля успешных измерений составляла 75%. С увеличением длительности испытаний состояние кубита слегка ухудшалось из-за нарушений, вносимых сбоями в лазерном излучении. В дополнительном эксперименте, повторив все четырех шага процесса в определенном порядке около 30 раз, ученые довели соотношение успешных попыток до 89%.
«Эти новые методы могут использоваться для получения перепутанных состояний — основы традиционного, построенного на логике квантового компьютера, — комментирует исследователь из NIST Джон Геблер (John Gaebler). — Но существуют и альтернативные архитектуры, в которых, например, квантовый компьютер может связываться с источником шума, и получающееся состояние будет содержать решение поставленной проблемы».
Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI
| 0 |
|
