Atomeilla ja spineillä

Simulaatioiden avulla tutkijat ovat seuranneet yksittäisten vakanssien yhdistämistä divakansseiksi, jotka avaavat tietä uusille kvanttilaitteille.

Suurempi kuva

Samalla kun kvanttitietokoneiden valmistaja IonQ kertoo ryhtyvänsä käyttämään bariumioneja kubitteina järjestelmissään tieteilijät tutkivat edelleen erilaisia kvanttijärjestelmiä kvanttilaskenta- ja tunnistussovelluksiin.

Yksi järjestelmä, spin-kubitit, perustuu elektronin spinin orientaation hallintaan kubitteja muodostavien puolijohdemateriaalien tai timanttien vikojen eli vakanssien kohdissa.

Yksi piikarbidin kromivakanssissa toimivien spin-kubittien etu olisi, että ne emittoivat valoa aallonpituuksilla, jotka ovat yhteensopivia tietoliikenteen optisten kuitujen kanssa.

Argonnen kansallisen laboratorion ja Chicagon yliopiston Pritzker School of Molecular Engineering -koulun (PME) tutkijat ovat tehneet läpimurron, jonka tuottaisi huomattavasti paremman vakanssien muodostumisen piikarbidi puolijohteessa.

Spin-kubitit ovat erityisen mielenkiintoisia, koska elektroninen spin voi tallentaa informaatiota pitkään verrattuna moniin muihin kubit-tyyppeihin. Lisäksi niitä voidaan käyttää huoneenlämmössä sekä ohjata ja lukea optiikan avulla. Laskennallisten työkalujen avulla tutkijat ovat myös seuranneet yksittäisten vakanssien yhdistämistä divakansseiksi, jotka avaisivat tietä uusille kvanttilaitteille.

IonQ kehuu olevansa ensimmäinen kvanttilaskentayritys, joka pystyy valjastamaan useampaa kuin yhtä atomilajia kubitteina sillä se on rakentanut järjestelmänsä tähän mennessä ytterbium-ioneilla.

Jatkossa IonQ aikoo käyttää myös bariumioneja rakentaakseen järjestelmiä, jotka suunnitellaan nopeammiksi, tehokkaammiksi, helpommin yhdistettäviksi ja jotka tarjoavat asiakkaille enemmän käyttöaikaa.

"Uskomme, että barium-kubittien mahdollistamat arkkitehtuurit avaavat oven laajemmille kvanttilaskennan sovelluksille." sanoo yhtiön tiedotteessa IonQ:n toimitusjohtaja Peter Chapman. IonQ toteaa bariumkubitteihin perustuvien kvanttitietokoneiden tärkeimpiä etuja olevan pienemmät virheprosentit, suurempi portin tarkkuus ja parempi tilan tunnistus.

Bariumkubitteja ohjataan ensisijaisesti näkyvällä valolla - eikä ultraviolettivalolla, minkä ansiosta IonQ voi rakentaa tulevaisuuden kvanttitietokoneensa tavallisella piifotoniikkatekniikalla. Takoitus on myös yhdistää useita kvanttiprosessointiyksiköitä valon avulla, mikä luo modulaarisen järjestelmän, jolla on huomattavasti parannettu prosessointiteho.

Aiheesta aiemmin:

Saada kvanttitietokoneita yhteen

Spin-kubitin hallintaa

Germaniumia kvanttielektroniikkaan

Kvanttitietokoneet tehostuvat