Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Mot en universell kvantecomputer

Anonim

Forskere har demonstrert holonomiske kvanteporter under nullmagnetisk felt ved romtemperatur, noe som vil muliggjøre realisering av hurtige og feiltolerante universelle kvante datamaskiner.

annonse


En kvantecomputer er en kraftig maskin med potensial til å løse komplekse problemer mye raskere enn dagens konvensjonelle datorkanne. Forskere arbeider for tiden med det neste trinnet i kvantemetode: å bygge en universell kvantecomputer.

Papiret, publisert i tidsskriftet Nature Communications, rapporterer eksperimentell demonstrasjon av ikke-adiabatiske og ikke-abelske, holonomiske kvanteporter over et geometrisk spin-qubit på en elektron- eller nitrogenkjerne, noe som baner vei for å realisere en universell kvantecomputer.

Den geometriske fasen er for øyeblikket et sentralt tema i kvantfysikk. En holonomisk kvanteport manipulerer rent den geometriske fasen i degenerert jordtilstandssystem, menes å være en ideell måte å bygge en feiltolerant universell kvantecomputer på. Den geometriske faseporten eller den holonomiske kvanteporten har blitt eksperimentelt demonstrert i flere kvantesystemer, inkludert nitrogen-ledig (NV) sentre i diamant. Men tidligere eksperimenter krevde mikrobølger eller lysbølger for å manipulere det ikke-degenererte delrummet, noe som førte til nedbrytning av gatefidelitet på grunn av uønsket interferens av den dynamiske fasen.

"For å unngå uønsket interferens brukte vi et degenerert delrom av triplet spin qutrit for å danne et ideelt logisk qubit, som vi kaller et geometrisk spin qubit i et NV-senter. Denne metoden gjorde det lettere og nøyaktige geometriske porter ved en temperatur under 10 K, og porttroskapen var begrenset av strålende avslapning, sier den tilsvarende forfatteren Hideo Kosaka, professor, Yokohama National University. "Basert på denne metoden, i kombinasjon med polariserte mikrobølger, lyktes det å manipulere den geometriske fasen i et NV-senter i diamant under et nullmagnetisk felt ved romtemperatur."

Gruppen demonstrerte også en to-kvarts holonomisk gate for å vise universalitet ved å manipulere elektronkjernens entanglement. Ordningen gir en rent holonomisk port uten å kreve et energigap som ville ha indusert dynamisk faseinterferens for å degradere gatefidelityen og dermed muliggjøre presis og rask kontroll over langlivede kvantminneser for å realisere kvantesekvenser-interfacing mellom universelle kvante datamaskiner og sikre kommunikasjonsnettverk.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Yokohama National University . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Kodai Nagata, Kouyou Kuramitani, Yuhei Sekiguchi, Hideo Kosaka. Universelle holonomiske kvanteporter over geometriske spin qubits med polariserte mikrobølger . Naturkommunikasjon, 2018; 9 (1) DOI: 10, 1038 / s41467-018-05664-w