Насадка Youbionic подвоїть можливості людської руки
1 Грудня , 2017
NASA вперше в історії використовує ракету SpaceX повторно
2 Грудня , 2017

Фізики встановили новий рекорд, заплутавши одночасно 10 надпровідних кубітів

Вчені з китайського Університету науки і техніки, університетів Чжецзян та Фучжоу, та китайського Інституту фізики продемонстрували квантову заплутаність між 10 надпровідними кубітами, розташованими на кристалі одного чіпа. Такий стан квантової системи є свого роду рекордом за кількістю заплутаних кубітів, раніше цей рекорд дорівнював дев’ятьом заплутаним кубітам. Це досягнення є черговим кроком на шляху до створення масштабних квантових обчислювальних систем на основі твердотільних чіпів.
Найістотнішою перешкодою до створення квантових систем з великою кількістю заплутаних кубітів є квантова декогеренція, яка призводить до порушення хиткого квантового стану кубіта і, як наслідок, до розриву заплутаності. Однією зі стратегій боротьби з декогеренцією є використання надпровідних схем, які працюють при дуже низьких температурах. При цих температурах тепловий рух атомів зведено до мінімуму і кубіти можуть перебувати в заданому квантовому стані триваліший час.
У новому квантовому чіпі китайські дослідники використовували кубіти на основі крихітних шматочків алюмінію, які були з’єднані один з одним і розташовані навколо центрального шинного резонатора. Реалізована таким чином квантова шина є ключовим компонентом системи, через неї здійснюється керування кожним окремим кубітом, а їх взаємодія призводить до виникнення заплутаності.
За допомогою квантової шини дослідники можуть створити квантову заплутаність між будь-якими двома кубітами системи, тобто зробити кілька окремих пар заплутаних кубітів. А невеликі зміни в стратегії керування кубітами дозволяють заплутати відразу всі десять кубітів, що входять до складу квантової системи. На відміну від інших способів створення заплутаності між кількома кубітами, даний спосіб не потребує додаткових квантових логічних елементів або фізичної зміни надпровідних ланцюгів, що з’єднують кубіти в єдину систему. Всі десять кубітів можна заплутати шляхом проведення однієї операції, яка проводиться за допомогою квантової шини.
Для того, щоб переконатись в якості створюваного стану заплутаності, дослідники використовували технологію квантової томографії, яка дозволяє визначити ймовірність виникнення кожного з можливих станів квантової системи. Хоча кількість станів 10-кубітної системи вимірюється дуже великим числом, експериментально отриманий розподіл призвів до 67-відсоткової ймовірності перебування системи в “правильному” стані. Це значення набагато вище порогу, досягнення якого вважається підтвердженням виникнення заплутаності і який приблизно дорівнює 50 відсоткам.
Кінцевою метою даних досліджень є створення квантового симулятора, за допомогою якого можна буде моделювати поведінку маленьких молекул, які, в свою чергу, є частинами квантових систем. Це дозволить здійснити більш детальний і ефективний аналіз роботи систем, які в майбутньому стануть основою квантових комп’ютерів, здатних вирішувати певні завдання набагато швидше звичайних комп’ютерів, включаючи і найпотужніші сучасні суперкомп’ютери.

Першоджерело

LEU
LEU

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: