Krátký život qubitů a jejich kombinování

ITBiz.cz , 22. April 2019 07:00 0 komentářů
Rubriky: Science
Krátký život qubitů a jejich kombinování

Vědcům z MITu se poprvé podařilo změřit, jak dlouho vydrží qubity na bázi grafenu ve stavu superpozice – tedy v oné známé „kombinaci nul a jedniček“, která kvantovým výpočetním systémům umožňuje za určitých podmínek vyšší rychlost, než mají klasické počítače. Některé typy qubitů vydrží v superpozici poměrně dlouho, ale zase je u nich problém se čtením výsledku nebo se spuštěním výpočtu.

Grafenový qubit žije krátce

Vědcům z MITu se poprvé podařilo změřit, jak dlouho vydrží qubity na bázi grafenu ve stavu superpozice – tedy v oné známé „kombinaci nul a jedniček“, která kvantovým výpočetním systémům umožňuje za určitých podmínek vyšší rychlost, než mají klasické počítače. Výsledně stanové trvání je ovšem až směšně krátké: koherence trvá 55 nanosekund. Tak dlouho tedy může probíhat výpočet, poté systém nevratně zkolabuje v důsledku šumu. V případě qubitů na bázi grafenu je to každopádně poprvé, co se takovou dobu vůbec podařilo určit.

Jednalo se o supravodivé qubity se sendvičovou strukturou, kdy je oxid s vlastnostmi izolantu vložen mezi dva supravodiče (obvykle hliník). Přepínání mezi stavy qubitů pak odpovídá přechodům elektronů mezi oběma supravodiči pomocí změn vnějšího magnetického pole. Změřená doba koherence grafenových qubitů v nanosekundách je strašně málo. Konkurenční přístupy ke kvantovému počítání již nabízejí trvání výpočtu v řádu desítek mikrosekund, takže grafen, až materiál považovaný za málem zázračný, se pro realizaci qubitů v tuto chvíli asi nehodí.

Různé qubity lze kombinovat

Některé typy qubitů vydrží v superpozici poměrně dlouho, ale zase je u nich problém se čtením výsledku nebo se spuštěním výpočtu.

S novým přístupem ke kvantovému počítání přišli vědci z japonského výzkumného ústavu Riken. Jeden z autorů studie publikované v Nature Communications, Daniel Loss, již asi před 20 lety spolu s Davidem DiVincenzem z IBM navrhl realizaci qubitů prostřednictvím spinu v „umělých“ atomech (tj. v kvantových tečkách, které mají řadu vlastností klasických atomů). V nové práci se vědci snaží vyřešit problém spojený s tím, že dosud realizované qubity mají vždy pouze část vlastností, které kvantový počítač potřebuje.

Tzv. Loss-DiVincenzovy qubity vydrží ve stavu superpozice dobu dostatečně dlouhou pro realizaci výpočtu. Problém spočívá v tom, že u tohoto typu qubitů ale trvá dlouho dostat je do určitého požadovaného stavu (inicializace výpočtu) a také dlouho trvá čtení výsledku. Přesně opačné vlastnosti mají tzv. single-triplet qubity, realizované rovněž v kvantových tečkách.

Navrhovaným řešením je oba typu qubitů propojit v jediném výpočetním systému. Speciální brána (hradlo, „controlled phase gate“) přitom přenáší informaci (stav) mezi oběma typy qubitů, tedy na Loss-DiVincenzových qubitech se provede výpočet, výsledek se odečte na single-triplet qubitu, zde se opět nastaví další požadovaný stav (inicializace výpočtu) a přenese na první typ qubitu.

Zdroj: Phys.org, Euerelart.org, ScienceDaily.com


Komentáře

RSS 

Komentujeme

Experiment kousek od našich hranic

Pavel Houser , 12. May 2019 13:40
Pavel Houser

Bělorusko je u nás zemí nepříliš známou, i když čistě geograficky není o nic dál než Pobaltí. Experi...

Více

Kalendář

20. 05.

26. 05.
Týden inovací 2019
27. 05.

28. 05.
CSNOG 2019
28. 05. IT vo finančníctve 2019







RSS 

Zprávičky

USA rozšířily obvinění vůči zakladateli WikiLeaks Assangeovi

ČTK , 25. May 2019 18:08

Pokud by Assange byl ve všech případech uznán vinným, hrozí mu v USA 175 let....

Více 0 komentářů

Facebook chce mít od příštího roku vlastní kryptoměnu

ČTK , 25. May 2019 08:00

Projekt GlobalCoin by mohl být jednou z nejvýznamnějších událostí v historii kryptoměn...

Více 0 komentářů

SpaceX úspěšně zahájila budování sítě Starlink

ČTK , 24. May 2019 12:30

Po dvou odložených startech dnes Falcon 9 úspěšně vynesl družice na stanovenou oběžnou dráhu....

Více 0 komentářů

Starší zprávičky

Firmy mohou používat Právní elektronický systém

ČTK , 24. May 2019 09:00

Za jeho vývojem systému stojí tvůrci datových schránek nebo českého státního projektu CzechPoint....

Více 0 komentářů

Huawei bude mít na podzim vlastní operační systém

ČTK , 24. May 2019 08:00

Huawei se tak zařídí, pokud nebude moci využívat operační systémy Googlu a Microsoftu....

Více 0 komentářů

Antimonopolní úřad v USA fúzi T-Mobile US/Sprint nechce

ČTK , 23. May 2019 10:00

Mezi 4 největší mobilní operátory v USA patří ještě Verizon a AT&T....

Více 0 komentářů

Výrobce čipů Qualcomm podle soudu porušil antimonopolní zákony

ČTK , 23. May 2019 09:00

Soud firmě nařídil, aby sjednala se zákazníky nové smlouvy a poskytla konkurenci licence na své pate...

Více 0 komentářů