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

Do 100 let díky pivu

Pavel Houser , 02. prosinec 2018 16:00

Šéf Amazonu věří, že pozitivní vliv na dlouhověkost má alkohol – alespoň v případě firem. Jeff Bezo...

Více

Kalendář

29. 01. Reshoper 2019
29. 03.

30. 03.
Czech On-line Expo 2019
01. 04.

05. 04.
SuSEcon 2019







RSS 

Zprávičky

Kauza Huawei zaměstnává světovou politiku

ČTK , 10. prosinec 2018 09:00

Komisař EU pro digitální trh: čínské technologické firmy jsou nuceny spolupracovat s čínskými tajným...

Více 0 komentářů

Analýza: E-shopy letos na černý pátek omezily triky s cenami

ČTK , 10. prosinec 2018 08:00

Útraty Čechů v týdnu během slevových akcí na tzv. černý pátek dosáhly letos rekordní 4,2 miliardy Kč...

Více 0 komentářů

Před 50 lety tým vědce Engelbarta představil počítačovou myš

ČTK , 09. prosinec 2018 08:00

"Ani nevím, proč tomu říkáme myš. Asi kvůli čouhajícímu kabelu."...

Více 0 komentářů

Starší zprávičky

Státy EU podpořily rychlý přístup úřadů k elektronickým důkazům

ČTK , 08. prosinec 2018 09:00

Kromě samotného obsahu budou moci vyšetřovatelé získat přístup k metadatům....

Více 0 komentářů

K tažení proti Huawei a ZTE se připojí Japonsko

ČTK , 08. prosinec 2018 08:00

Japonsko se chystá vyloučit z vládních nákupů příslušenství dodávané čínskými telekomunikačními firm...

Více 0 komentářů

Bitcoin dál prudce klesá, za den odepsal přes 11 %

ČTK , 07. prosinec 2018 10:14

XRP (ripple) na kryptoměnové burze Coindesk odepsal 10,6 procenta a ether 15,9 procenta....

Více 0 komentářů

Kanadská policie zadržela finanční ředitelku čínské firmy Huawei

ČTK , 07. prosinec 2018 10:00

Britská BT oznámila, že nebude s čínským gigantem spolupracovat na vývoji bezdrátové sítě 5G...

Více 0 komentářů