Vikasietoinen kvanttitietokonemuisti timantissa

18.05.2022

Yokohama-nollamagneettikentta-debut-250-t.jpgKvanttiverkoissa vikasietoinen kvanttimuisti on välttämätön. Kun tutkijat manipuloivat spin-kvanttimuistia, tarvitaan magneettikenttä. Magneettikenttä estää kuitenkin integraation suprajohtaviin kvanttibitteihin. Tukijoiden olikin paneuduttava kubitteihin, jotka toimivat nolla magneettikentässä.

Yokohaman yliopiston tutkimusryhmä on tarkastellut timantissa olevia typpivajauskeskuksia. He osoittivat kvanttivirheen korjauksen kvanttimuistissa käyttämällä timanttityppivakanssikeskusta, jossa oli kaksi ympäröivien hiili-isotooppien ydinspiniä. He testasivat kolmen kubitin kvanttivirheen korjausta sekä bitti- että vaihevaihtovirhettä vastaan nollamagneettikentän alla.

Bitti- tai vaihevaihtovirheitä voi ilmetä, kun magneettikentässä tapahtuu muutoksia. Nollan magneettikentän saavuttamiseksi ryhmä käytti kolmiulotteista kelaa poistamaan jäännösmagneettikenttä, mukaan lukien geomagneettinen kenttä. Tämä kvanttimuisti on virheenkorjauskoodattu korjaamaan virheet automaattisesti niiden tapahtuessa.

Aiemmatkin tutkimukset olivat osoittaneet kvanttivirheen korjauksen, mutta niitä on tehty suhteellisen voimakkaiden magneettikenttien alla. Yokohaman kansallisen yliopiston tutkimusryhmä on ensimmäinen, joka osoittaa elektronien ja ydinspinien kvanttitoiminnan ilman magneettikenttää.

"Kvanttivirheen korjaus tekee kvanttimuistista kestävän toiminnallisia tai ympäristövirheitä vastaan ilman magneettikenttien tarvetta ja avaa tien hajautettuun kvanttilaskentaan ja kvantti-internetiin muistiin perustuvilla kvanttiliitäntöjen rajapinnoilla tai kvanttitoistimilla", sanoo professori Hideo Kosaka.

Ryhmän demonstraatiota voidaan soveltaa suuren mittakaavan hajautetun kvanttitietokoneen ja pitkän matkan kvanttiviestintäverkon rakentamiseen yhdistämällä magneettikentille herkkiä kvanttijärjestelmiä, kuten suprajohtavia kubitteja spin-pohjaisiin kvanttimuisteihin.

Tulevaisuudessa tutkimusryhmällä on suunnitelmia viedä tekniikkaa askeleen pidemmälle. "Haluamme kehittää kvanttirajapinnan suprajohtavien ja fotonisten kubittien välille, jotta voidaan toteuttaa vikasietoinen laajamittainen kvanttitietokone", sanoi Kosaka. Aiheesta aiemmin:

Timantin vikakohdasta kvanttimuisti
08.12.2022Pietsosähköä halliten ja tehostaen
07.12.2022Neljä ulottuvuutta kvanttiviestintään
06.12.2022Akkuelektrodeita kehittäen
05.12.2022Uusi konsepti aurinkokennoille
02.12.2022Monitoimiset metapintojen antennit
01.12.2022Paremmilla transistoreilla vai peräti ilman
30.11.2022Kasvihuonekaasu CO2 akun komponentiksi
29.11.2022Kuitua kvanttiviestinnälle
28.11.2022Älykkäästi reagoivaa materiaalia
25.11.2022Aikalinssi tuottaa ultranopeita pulsseja

Siirry arkistoon »