Ioniansoja, fermionprosessori ja kvanttihybridimekaniikkaa

Sandia National Laboratories kertoo tuottaneensa ensimmäisen erän uutta suurempaa ioniloukkua. Uusi Enchilada Trap antaa tutkijoille mahdollisuuden rakentaa tehokkaampia koneita edistääkseen kvanttilaskennan kokeellista mutta mahdollisesti vallankumouksellista alaa.

Riittävällä ohjauslaitteistolla Enchilada Trap pystyi tallentamaan ja kuljettamaan jopa 200 kubittia käyttämällä viiden ansoitusalueen verkostoa.

Tutkija Daniel Stickin mukaan kvanttitietokone, jossa on 200 kubittia ja nykyinen virheprosentti, ei pysty tehokkaammin kuin perinteinen tietokone hyödyllisten ongelmien ratkaisemisessa. Sen avulla tutkijat voivat kuitenkin testata arkkitehtuuria, jossa on aiempaa enemmän kubitteja.

Stick uskoo, että haarautumisarkkitehtuuri on tällä hetkellä paras ratkaisu loukkuun jääneiden ionikubittien uudelleenjärjestämiseen ja odottaa, että tulevaisuudessa, vielä suuremmissa ansojen versioissa on samanlainen suunnitelma.

Itävaltalaiset ja yhdysvaltalaiset tutkijat ovat suunnitelleet uudentyyppisen fermionisen kvanttitietotekniikan, jossa käytetään fermionisia atomeja monimutkaisten fysikaalisten järjestelmien simulointiin.

Innsbrukin yliopiston Peter Zollerin johtama ryhmä esittelee työssään kvanttiprosessorin, jossa fermioniset mallit koodataan paikallisesti fermioniseen rekisteriin ja simuloidaan laitteistotasolla fermionisten porttien avulla. Toteutuksessa käytetään optisia pinsettejä.

Vastaavat fermioniset toiminnot kubittipohjaisissa laitteissa on toteutettava ohjelmistotasolla, mikä vaatii enemmän kubitteja ja muita resursseja.

Fermioniset atomit ovat atomeja, jotka noudattavat Paulin poissulkemisperiaatetta, eli kaksi atomia ei voi olla samassa kvanttitilassa samanaikaisesti. Tämä tekee niistä ihanteellisia simuloimaan järjestelmiä, joissa fermionisilla tilastoilla on ratkaiseva rooli, kuten molekyylejä, suprajohteita ja kvarkkigluoniplasmoja.

EPFL:n tutkijat ovat voittaneet mekaanisiin oskillaattoreihin perustuvien hybridikvanttijärjestelmien rakentamisen haasteen.

He ovat ottaneet käyttöön suprajohtavaan piiriin perustuvan optomekaanisen alustan, jolla on alhainen kvanttidekoherenssi ja jossa on vahva optomekaaninen kytkentä, jonka avulla voi valmistella liikkeen kvanttisen perustason ja puristetut tilat erittäin tarkasti.

Nämä edistysaskeleet avannevat uusia mahdollisuuksia kvanttitunnistuksessa, kvanttilaskennan kompaktissa tallennuksessa,
kvanttipainovoiman perustavanlaatuisissa testeissä ja jopa pimeän aineen etsinnässä.

Läpimurron avainelementti on "tyhjiörakoinen rumpukondensaattori", ohuesta alumiinikalvosta valmistettu värisevä elementti, joka on ripustettu piisubstraatin kaivannon päälle. Kondensaattori toimii oskillaattorin värähtelevänä komponenttina ja muodostaa myös resonoivan mikroaaltopiirin.

Aiheista aiemmin:

Kvanttitietokoneen ionikubitit siirtyvät hienosti

Inteliltä kvanttiprosessori

Kvanttifotoninen prosessori