Jak masově vyrábět kvantové počítače

Pavel Houser , 11. říjen 2017 09:00 0 komentářů
Rubriky: Technologie, Science
Jak masově vyrábět kvantové počítače

Způsob výroby kvantových počítačů ve větším měřítku by mohl být založen na diamantu. Informaci by v tomto konceptu nesly defekty v diamantových krystalech, samozřejmě na rozměrech nanometrů.

Tým vědců z MIT, Harvard University a Sandia National Laboratories navrhl celou techniku v publikaci v Nature Communications. Hlavními autory příslušného článku byli Dirk Englund a Tim Schröder z MITu.

Prozatím laboratorní postup umožňuje realizovat příslušný defekt s přesností kolem 50 nm. Autoři nové studie uvádějí, že nejprve v diamantu vytvoří fotonický kvantový obvod a tomu pak do cesty na přesné místo postaví jako další prvek paměť. Defekt v diamantu zde odpovídá kvantovému bitu, qubitu. Může mít povahu díry nebo jiného atomu (dopantu) či jejich kombinace a vlastní informaci pak nesou spiny valenčních elektronů na tomto místě.

Vady v krystalové mřížce diamantu fungují jako přirozený zdroj světla, čímž se řeší problém, jak příslušnou informaci číst. Vyzařované fotony prý zachovávají neporušenou původní hodnotu informace (superpozici stavů spinů elektronů) a přenášejí ji k dalšímu funkčnímu prvku. Nejdéle udrží informaci defekt, kde je dopantem atom dusíku; zde však vyvstává zase problém, že dusík světlo vyzařuje na různých frekvencích, což způsobuje růst chybovosti při dalším zpracování. Nově navržený postup využívá namísto toho jako dopanty atomy křemíku; v tomto případě ale vše funguje jen při teplotách ve zlomcích stupňů nad absolutní nulou, zatímco dusíkové uspořádání vydrží při 4 K.

Studie diskutuje i to, proč je jednodušší nejprve vytvořit v diamantu optický obvod a až pak na správná místa umisťovat defekty, než nejprve vytvořit defekty náhodně (nebo využít ty přirozeně existující) a k nim dodělávat obvody. Samotný laboratorní postup vychází ze syntetického diamantu a tloušťce 200 nanometrů, zde se vypálí obvody, atomy křemíku se pak na definovaná místa vkládají pomocí zařízení zvaného nanoimplanter a umístění se ještě ladí při zahřátí vzorku. Provádělo se to všechno v různých laboratořích, mezi nimiž meziprodukty musely cestovat, čili tvrzení autorů (viz titulek článku) o možnostech masové výroby kvantových počítačů působí prozatím jako značná nadsázka.

45 qubitů jako hranice?

Zajímavou novinku z oblasti kvantových počítačů představují také simulace vědců ze Swiss Federal Institute of Technology (ETH Curych). Podle nich 45 qubitů, představuje hranici, kdy kvantové počítače překonají výpočetní sílu současných superpočítačů. Samotné výpočty byly provedeny na National Energy Research Scientific Computing Center, které spadá pod Ministerstvo energetiky USA. Thomas Häner a Damien Steiger z ETH pro simulaci využili nejnovější superpočítače NERSC jménem Cori a Edison. Cori obsahuje téměř 10 000 procesorů Intel Xeon Phi.

Kvantový počítač o 45 qubitech není v tuto chvíli k dispozici ani zdaleka, nicméně jeho simulace/emulace je prý z hlediska očekávaného výkonu poměrně spolehlivá. Autoři výzkumu vysvětlují, že jejich simulace se netýkala běhu nějakého speciálního programu na kvantovém počítači, ale kvantového počítače (jeho „obvodů“) jako celku, což umožňuje zahrnout i roli šumu. Taková simulace je pak velmi náročná, simulace 45qubitového kvantového systému na superpočítači Cori vyžadovala celkem 0,5 petabajtů paměti a výkon 0,428 petaflopů. Tato studie byla prozatím publikována na Arxiv (práce, které dosud neprošly odbornou recenzí).

Zdroj: Phys.org


Komentáře

RSS 

Komentujeme

Další na řadě je bezpečnost

Richard Jan Voigts , 09. říjen 2017 00:00
Richard Jan Voigts

Co všechno lze automatizovat pomocí strojového učení? Larry Ellison, technologický ředitel společnos...

Více







Kalendář

21. 10. WordCamp Brno 2017
24. 10. VeeamON Forum 2017
25. 10.

26. 10.
Profesia days 2017
RSS 

Zprávičky

Dohoda o ochraně dat mezi EU a USA prošla první kontrolou

ČTK , 20. říjen 2017 08:00

Cílem dohody je chránit osobní údaje osob v EU předávané společnostem v USA. ...

Více 0 komentářů

Operátoři: Metro by mohlo být signálem pokryté do konce roku 2018

ČTK , 20. říjen 2017 08:00

Operátoři mají enormní zájem na pokrytí pražského metra, a to na vlastní náklady....

Více 0 komentářů

Firmu Moravia IT koupil britský konkurent RWS Holding

ČTK , 19. říjen 2017 21:26

Mezi zákazníky firmy specializující se na lokalizaci a testování softwaru patří např. Microsoft, IBM...

Více 0 komentářů

Starší zprávičky

Státní ústav pro kontrolu léčiv hájí elektronické recepty

ČTK , 19. říjen 2017 10:00

V ČR se vydá 60-70 milionů papírových receptů ročně. Podle ministerstva je elektronizace zdravotnict...

Více 0 komentářů

Ransomware Locky v září masivně útočil ve světě i v ČR

Pavel Houser , 19. říjen 2017 09:30

Locky se neobjevil v Top 10 škodlivých kódů od listopadu 2016....

Více 0 komentářů

Podnikové služby tvoří už 5 % českého HDP

Pavel Houser , 19. říjen 2017 09:00

Podnikové služby v ČR rostly o 19 %, největší boom zažívají centra poskytující IT služby....

Více 0 komentářů

Komárkova KKCG koupila 70 % firmy AutoCont

ČTK , 19. říjen 2017 08:00

Důvodem k prodeji byla možnost expanze AutoContu na další trhy....

Více 0 komentářů