Ученые построили мост между квантовой вселенной и окружающим миром.

Квантовая вселенная


На страницах нашего сайта мы достаточно часто рассказываем о высокопроизводительных квантовых компьютерах, которые, рано или поздно, придут на смену нынешним вычислительным системам. Но те исследования и эксперименты в области квантовой механики, которые проводятся различными группами ученых, указывают на то, что квантовые процессоры будут очень восприимчивыми к вмешательствам извне, из окружающего классического мира. Такие вмешательства, будь это температура, свет, электрические или магнитные поля, будут вносить искажения в квантовую информацию, обрабатываемую и хранимую в квантовых битах, кубитах.

Узким местом квантовых вычислительных систем является точка соприкосновения, в которой происходит обмен информацией между элементами квантовой вселенной и реального окружающего мира. В большинстве случаев это выражается в том, что при любом считывании информации из квантового бита квантовая информация разрушается. Однако, группа ученых из Технологического института Карлсруэ (Karlsruhe Institute of Technology, KIT), возглавляемая профессором Марио Рубеном (Mario Ruben), разработала метод неразрушающего чтения квантовой информации, притом достаточно простой, использующий всего два электрода.

"В обычных условиях каждый контакт с внешним миром изменяет информацию, хранимую в квантовой системе самым непредсказуемым образом" - рассказывает профессор Рубен. - "Для того, что бы создать устойчивые квантовые системы, мы должны научиться ограждать квантовые биты от внешних воздействий, сохраняя их квантовое состояние стабильным. С другой стороны, хранимая квантовая информация должна быть без искажений записана и считана для дальнейшего ее использования".

Защищенный квантовый бит


Согласно заявлению ученых, решением этой проблемы могут стать сложные комплексы магнитных молекул, связывающие атом металла, обладающий явным магнитным моментом вращения, и располагающийся по центру молекулы. Естественно, атом металла выступает в роли квантового бита, а окружающая сложная молекула выполняет роль защиты от внешних воздействий и, одновременно, является устройством записи и считывания квантовой информации. "Синтезируя защитную оболочку, мы можем точно рассчитать, какое влияние на атом металла будет оказывать окружающий мир" - говорят ученые.

В исследованиях, проведенных учеными, был использован атом металла тербия (terbium), вокруг которого была возведена защитная оболочка из 100 атомов углерода, азота и водорода. Эта сложная молекулярная конструкция была помещена в промежуток между тремя золотыми электродами нанометрового размера. Благодаря электрическим и магнитным свойствам сложной молекулы, эти электроды работали как трехканальный транзистор, т.е. напряжение, приложенное к среднему электроду, влияло на электрический ток, текущий между двумя оставшимися электродами.

Подвергнув всю эту конструкцию воздействию импульса магнитного поля, ученые управляли направлением вращения центрального атома металла, его квантовым состоянием. "Измеряя текущий электрический ток, мы обнаружили, что благодаря наличию защитной оболочки вращение атома металла сохранялось неизменным в течение 20 секунд времени. Для квантово-механических процессов это очень и очень долгое время".

Следует отметить, что достигнутый показатель в 20 секунд уже намного превышает показатель времени хранения информации в той же динамической памяти DDR, которая сейчас используется в каждом компьютере и вычислительной системе. А этот факт позволяет надеяться, что квантовое будущее вычислительных систем находится не за такими уж далекими горами.




Ключевые слова:
Квантовый, Бит, Кубит, Внешняя, Среда, Воздействие, Информация, Разрушение, Чтение, Запись, Защита, Атом, Молекула, Компьютер, Процессор

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Использование двух атомов различных элементов позволяет повысить стабильнос ...
  • Ученые разработали новый способ неразрушающего детектирования отдельных фот ...
  • Установлен новый рекорд по длительности хранения информации в квантовых бит ...
  • Созданы квантовые биты нового типа, управляемые с помощью резонанса "искус ...
  • Созданы первые квантовые биты, функционирующие при комнатной температуре.




  • 22 августа 2012 09:55
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3864
    Зреет, зреет прорыв в квантовых компьютерах. Надеюсь, что не очень долго ждать придется.


    --------------------
        
    22 августа 2012 11:39
    #2 Написал: beany85

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1018
    Хорошо придумали... Не стали идти по пути защиты всей системы полностью (громоздкий и затратный способ), а только отдельного кубита, что дало очень малые размеры и высокую эффективность.


    --------------------
        
    22 августа 2012 14:40
    #3 Написал: Андрей

    Публикаций: 0
    Комментариев: 79
    "...метод неразрушающего чтения квантовой информации..."
    На самом деле это настолько КРУТО, что от открывающихся возможностей и перспектив захватывает дух! (это не ирония)
        
    24 августа 2012 15:32
    #4 Написал: nobolu

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    обмен информацией между элементами квантовой вселенной и реального окружающего мира.

    Улыбнуло. То есть: квантовая "вселенная" - это не реальный мир, а вымышленный (или ещё какой).
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.