MIT proponuje komputery kwantowe oparte na diamentach

Jak wiadomo, sercem komputera kwantowego są tzw. kubity. To skomplikowane struktury operujące na poziomie pojedynczych atomów, które mogą przyjmować więcej niż dwa stany, tak jak ma to miejsce w przypadku bitów. To zjawisko fizyczne noszące nazwę superpozycji, dzięki któremu komputery kwantowe mogą przetwarzać dane tysiące razy szybciej niż klasyczne systemy obliczeniowe.

Naukowcy z MIT zajęli się tym zjawiskiem i stwierdzili, że procesy zachodzące z kubitach można kontrolować z dużo większą precyzją wtedy, gdy do tworzącej je materii doda się cząsteczki jednego najdroższych na świecie minerałów, czyli diamentu. Opracowali więc specjalny syntetyczny diament, dzięki któremu komputery kwantowe wejdą być może do powszechnego użytku dużo szybciej niż sądzono do tej pory.

Tak więc słowa znanej piosenki śpiewanej przez Marylin Monroe, mówiące iż „najlepszym przyjacielem dziewczyn są diamentu”, można teraz nieco zmodyfikować i powiedzieć, że diamenty będą od dzisiaj również najlepszymi przyjaciółmi komputerów kwantowych.

Zobacz również:

Projektanci komputerów kwantowych borykają się zawsze z jednym podstawowym problemem – jak kontrolować pracę kubitów, tak aby zachowywały się stabilnie. Niezbędny jest tu system bazujący na technologii sprzężenia zwrotnego. Najpierw mierzymy – czyli kontrolujemy – a następnie korygujemy. W świecie kubitów jest to niezmiernie trudne, gdyż każdy pomiar zaburza ich pracę, tak iż wychodzą one ze stanu stabilności.

Dlatego naukowcy z MIT opracowali nowa technologię, w której nie ma fazy pomiaru. Jest za to metoda nosząca nazwę „nitrogen-vacancy center in a diamond”, w której w miejsce klasycznego kontrolera pojawia się kwantowy kontroler, który nie zaburza pracy kubitów.

Czysty diament składa się z atomów węgla ułożonych w regularną strukturę. Jeśli ze struktury tej usuniemy jeden z atomów węgla, mamy do czynienia z tzw. wakatem. Metoda nosząca nazwę „nitrogen-vacancy center in a diamond” polega na wstawieniu w to miejsce atomu azotu. Działając następnie na taką strukturę silnym polem magnetycznym można sterować jej kwantowym spinem., tak np. aby przybrał postać superpozycji. Otwiera to przed projektantami komputerów kwantowych zupełnie nowe możliwości.


TOP 200