Egy újfajta kvantum számítógép a tervek szerint mindössze egy atomot használ majd számításaihoz

A kvantum mechanika magába foglal több olyan anyagtulajdonságot ami egyáltalán nem magától értetődő. A kvantum szuperpozíció például, lehetővé teszi egy atom számára, hogy egyszerre két különböző állapotba legyen úgy, hogy a spinje mind felfelé mind lefelé mutasson, vagy kettő között. Ezért a kvantum mechanikán alapuló számítógépek által manipulált atomoknak vagy részecskéknek több lehetősége van mint a hagyományos számítógépek bitjei által kínált két lehetőség.

A kvantum számítógépek memóriája ehelyett úgynevezett kvantumbiteket használ, amik ennek a két állapotnak a szuperpozíciójában vannak. Ennek az az eredménye az elméleti fizikusok számításai szerint, hogy a kvantum számítógépek mindössze század annyi kvantumbittel felvértezve képesek lehetnek túlszárnyalni a jelenleg használt számítógépek erejét. Ezért a kvantum számítógépek megépítése az egyik fő technológiai cél a modern fizika és asztrofizika számára.

A CfA Elméleti Atomi, Molekuláris és Optikai Fizika Intézetének (ITAMP) kutatói Hannes Pichler, fizikus, vezetésével előálltak egy új módszerrel a kvantum számítógépek megépítésére, ami mindössze egy atomot használ. A fény kvantumjai (fotonok) felhasználhatóak információk szállítására mint kvantumbitek, de ahhoz, hogy a kvantum számítógépeknél is működjenek kapcsolatba kell lépniük egymással.

Normális körülmények között, azonban a fény nem lép kapcsolatba önmagával és ezért az igazi kihívás valami összefüggés létrehozása közöttük. Az új tanulmány fő gondolata azt valószínűsíti, hogy egy atomból származó foton kapcsolatba lépjen saját tükröződésével. Az atomok által kibocsátott fotonok egy tükör által visszaverhetőek és így ismét kapcsolatba kerülhetnek az atommal egy nagyon kis időeltéréssel. Ez az eltérés több összetett foton hullám alakot eredményez, amik elméletileg annyira összetettek, hogy bármilyen kvantum számítás elérhető egyszerűen a kibocsátott fotonok mérésével.

Az elméleti felfedezés nem csak a kvantum optika és információ terén jelent áttörést, hanem más technikák előtt is megnyithatja a kaput. Különösen az előterjesztett egy atomos felépítés kifejezetten tetszetős lehet, mivel ez minimalizálja a szükséges erőforrásokat, mivel olyan elemeket használ, amiknek működését már több csúcstechnikás berendezésnél bemutatták.

Forrás: pnas.org

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás küldése

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.