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

Agilita a devops, přepracování a vyhoření

Pavel Houser , 12. červenec 2018 12:30

Michael Cote na The Register upozorňuje na častý problém: nové „agilní“ metody vývoje, všechny příst...

Více







RSS 

Zprávičky

Hackeři ukradli zdravotní záznamy 1,5 milionu Singapurců

ČTK , 20. červenec 2018 14:37

Cílem útoku bylo prý získat podrobné údaje o singapurském premiérovi a také o lécích, které užíval....

Více 0 komentářů

Ericsson je díky úsporám v mírném zisku

ČTK , 20. červenec 2018 11:36

Švédský podnik se v poslední době potýkal se slábnoucí poptávkou telekomunikačních operátorů....

Více 0 komentářů

Čip v občanském průkazu si zatím aktivovala třetina lidí

ČTK , 20. červenec 2018 08:00

Prostřednictvím Portálu občana lidé mají přístup např. k údajům o důchodu nebo si mohou pořídit výpi...

Více 0 komentářů

Kalendář

04. 08.

09. 08.
Black Hat USA 2018
09. 08.

12. 08.
DEF CON 26
06. 09.

07. 09.
Humusoft Technical Computing Camp 2018

Starší zprávičky

Red Hat Ansible Engine přináší další automatizaci cloudu

Pavel Houser , 19. červenec 2018 13:52

Nejnovější verze platformy Red Hat Ansible Engine 2.6 rozšiřuje automatizaci cloudů AWS, Google Clou...

Více 0 komentářů

Samsung chystá na příští rok telefon se sklopným displejem

ČTK , 19. červenec 2018 10:00

Displej půjde složit na polovinu jako peněženku. Ve složeném stavu je na přední straně přístroje men...

Více 0 komentářů

Internet Mall snížil ztrátu, tržby mu vzrostly na 7,2 miliardy Kč

ČTK , 18. červenec 2018 17:29

Internet Mall mj. investuje do distribučního centra v Jirnech u Prahy, které by mělo sloužit 7 střed...

Více 0 komentářů

Google dostal kvůli Androidu od EK rekordní pokutu 4,34 mld. eur (aktualizace)

ČTK , 18. červenec 2018 13:26

Google využil Android k upevnění dominantní pozice svého internetového vyhledávače, uvádí EK....

Více 0 komentářů