Kvanttitietokoneita atomeihin perustuen

Centre for Quantum Computing & Communication Technologyn (CQC2T) UNSW-yliopiston kvanttilaskentainsinöörit ovat osoittaneet, että he voivat koodata kvantti-informaatiota neljällä ainutlaatuisella tavalla yhdessä atomissa, piisirun sisällä.

Tehtävä voisi lievittää joitain haasteita, joita aiheutuu kymmenien miljoonien kvanttilaskentayksiköiden käyttämisestä vain muutaman neliömillimetrisen piikvanttitietokonesirun sisällä.

Työssään tutkijat kuvailivat, kuinka he käyttivät antimoniatomin kuuttatoista kvanttitilaa kvantti-informaation koodaamiseen. Antimoni on raskas atomi, joka voidaan istuttaa piisiruun ja se voi korvata yhden olemassa olevista piiatomeista.

Se valittiin, koska sen ytimessä on kahdeksan erillistä kvanttitilaa sekä elektroni, jossa on kaksi kvanttitilaa, mikä johtaa yhteensä 8 x 2 = 16 kvanttitilaan, kaikki vain yhdessä atomissa.

Johtava kirjoittaja Irene Fernandez de Fuentes sanoo, että professori Andrea Morellon ohjauksessa työryhmä teki yli vuosikymmenen työtä, jolla luotiin erilaisia kvanttiohjauksen menetelmiä osoittaakseen, että kaikki olivat mahdollisia samassa atomissa.

"Investoimme tekniikkaan, joka on vaikeampaa, hitaampaa, mutta erittäin hyvistä syistä, joista yksi on äärimmäinen informaatiotiheys, jota se pystyy käsittelemään", vakuuttaa Morello.

Japanilainen Institute for Molecular Science (IMS) tutkimuslaitoskumppaneineen on perustanut "Commercialization Preparatory Platformin (PF)" nopeuttaakseen uusien kvanttitietokoneiden kehitystä.

Projektia johtaa Prof. Kenji Ohmori ja siihen on liittynyt 10 teollisuuskumppania, jotka ovat: blueqat, Development Bank of Japan, Fujitsu Limited, Groovenauts, Hamamatsu Photonics KK, Hitachi ja NEC.

Tavoite on käynnistää start-up-yritys vuoden 2024 loppuun mennessä joka aloittaa "kylmän (neutraalin) atomin" kvanttitietokoneiden kehittämisen.

Viime vuosina "kylmän (neutraalin) atomin" modaliteetti, joka käyttää yksittäisiä atomeja kubitteina, on herättänyt huomiota teollisuudessa, tiedemaailmassa ja hallituksissa ympäri maailmaa vallankumouksellisena uutena menetelmänä aiheen parissa.

Toinen kylmän (neutraalin) atomin modaliteetin ominaisuus on, että se toimii huoneenlämmössä eikä vaadi jäähdytystä, joka on tarpeen suprajohtavien ja piin kubittien toimintatavoille.

Vuonna 2022 Ohmori-ryhmän kehittämät ultranopeat kahden kubitin portit saavuttivat läpimurron, joka kiihdyttää tavanomaisen kylmän (neutraalin) atomimenetelmän kahden kubitin portteja kahdella suuruusluokalla.

Aiheista aiemmin:

Uusi kubittialusta luodaan atomi kerrallaan

Kuditit antavat välähdyksen kvanttitulevaisuudesta

Virheiden osoittaminen tehostaa kvanttilaskentaa

Uusia mahdollisuuksia atomistisilla kvanttitietokoneilla