|  | 24 января 2011 | Новости науки и техники

10 миллиардов пар частиц были связаны единственным радиочастотным импульсом.

Кристалл кремния с внедрением атома фосфора


Связанные или запутанные частицы обладают уникальной способностью передавать квантовое состояние от одной частицы к другой, невзирая на разделяющее их расстояние. Именно эта способность используется при так называемой квантовой телепортации, передающей на расстояние не материальные объекты, а информацию. В большинстве экспериментов ученые используют в качестве связанных частиц фотоны, которые легко связать, но их призрачная связь недолговременна, она существует в пределах несколько тысячных долей секунды. Лучше это дело обстоит с полупроводниковыми материалами, связанные атомы которых могут удерживать связь до нескольких секунд времени. И, именно используя кремний, легированный фосфором, ученым удалось получить одновременно около 10 миллиардов пар связанных частиц, используя лишь короткий импульс радиочастотного излучения. При этом, процесс связывания затронул 98 процентов всех частиц, способных связаться в пары. Несмотря на то, что еще не до конца разработаны методики записи и считывания информации из связанных пар, процесс получения огромного количества связанных частиц становится большим шагом на пути реализации квантовых вычислений.

В качестве опытного материала ученые использовали куб из кремния, в кристаллическую решетку которого была внесена примесь атомов фосфора. Собственно ядро атома фосфора являлось одной половиной связанной пары. В качестве второй половины выступал общий электрон, связывающий фосфор с атомом кремния. Сначала ученые воздействовали на атомы вещества импульсами микроволнового излучения, что позволило возбудить эти частицы и упорядочить их квантовую ориентацию. После этого, применив короткий импульс более низкочастотного радиоизлучения, удалось связать или запутать эти пары частиц. Проведя анализ состояния частиц, ученые обнаружили, что связались 98 процентов от общего числа частиц, которые могли связаться, а общее количество связанных пар превысило 10 миллиардов.

Конечно, массовое создание большого массива связанных частиц, являющихся квантовыми битами (qubits) и способных сохранить 2.5 гигабайта информации, является большим шагом к появлению квантовых компьютеров. Но не менее важными технологиями в этой области являются методы чтения, записи и обработки информации в квантовых битах, а именно эти технологии ученым предстоит еще разработать.




Ключевые слова:
Связанные, Запутанные, Частицы, Атом, Фотон, Электрон, Кремний, Фосфор, Квантовый, Бит, Qubit, Вычисления, Компьютер

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Ученые добились квантовой запутанности макроскопических объектов при комнат ...
  • Ученые обнаружили новые квантовые частицы, являющиеся наполовину светом и н ...
  • Ученые доказали возможность телепортации материальных объектов, "телепорти ...
  • Установлен новый рекорд по длительности хранения информации в квантовых бит ...
  • Новый тип светодиодов, излучающих связанные фотоны - большой шаг на пути ре ...




  • 24 января 2011 10:24
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3861
    Читаю я все время про эти все квантовые штучки и чувствую, что что-то назревает в скором времени в этой области


    --------------------
        
    24 января 2011 11:01
    #2 Написал: The_hacker

    Публикаций: 0
    Комментариев: 286
    судя по тому что сейчас уже могут делать квантовые АВМ, думаю нас в дальнейшем ждет... ИИ.
    belay
        
    24 января 2011 12:45
    #3 Написал: CoJIb

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1155
    В дальнейшем нас ждет только ПИИ... и если к нему не готовится, накроет по полной.
        
    24 января 2011 13:50
    #4 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    а то может на квантовой телепортации и связь с марсом будет в реальном времени, правда для этого надо достать туда лазером и в каждое мгновение понимать какая часть связанных фотонов попала в приемник на Марсе, а какая мимо.
        
    24 января 2011 15:51
    #5 Написал: RaVeN

    Публикаций: 0
    Комментариев: 169
    Радиоволны и так со скоростью света движутся. Квантовая телепортация имеет смысл только если кванты "связать", а потом изменить состояние половины из них, когда другая половина очень далеко.
    Да и телепортация, как я представляю, одноразовая. Можно переместить только обьект, обьем которого эквивалентен обьему связанных квантов. А это проблема.
        
    24 января 2011 16:49
    #6 Написал: Electronic

    Публикаций: 615
    Комментариев: 129
    RaVeN
    Ну а теперь представьте себе некий генератор связанных фотонов, один из которых успевает улететь очень далеко (у китайцев пока вышло на 16 км, см. ссылки в начале статьи), оставаясь связанным. И меняя состояние одного из фотонов, моментально получаем изменение состояния второго, т.е. передача информации происходит быстрее скорости света, так как второй фотон уже находится достаточно далеко.
        
    24 января 2011 17:50
    #7 Написал: TheUniverseOfDeath

    Публикаций: 0
    Комментариев: 153
    Фантастический передатчик, основанный на этом принципе, есть в Mass Effect 2
        
    24 января 2011 22:25
    #8 Написал: The_hacker

    Публикаций: 0
    Комментариев: 286
    сначала бы в действии этот сверхбыстродейсвующий квантовый ПК на Земле увидеть...
    wink
    а потом и о Марсе можно подумать... или например спутники квантового интернета...
    winked
        
    24 января 2011 22:47
    #9 Написал: CoJIb

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1155
    А потом произойдет глюк и сознание людей заквантует в этот инет.
        
    24 января 2011 23:35
    #10 Написал: Sniffs

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Ну я больше жду прорывов в моделировании и симуляторах типа folding@home:

    Команда квантовых физиков предприняла первые шаги в направлении использования квантового компьютера, чтобы предсказать, какая будет иметь место химическая реакция.

    Даже самые мощные классические компьютеры затрудняются с вычислением того, как молекулы будут взаимодействовать в химических реакциях. Отчасти оттого, что сложность таких систем удваивается с добавлением каждого атома, так как каждый атом может взаимодействовать со всеми остальными.

    Эскалация сложности намного проще для квантового компьютера, потому что квантовые компьютеры проявляют те же свойства: добавление одно дополнительного квантового бита (или кубита) придает один дубль вычислительной мощности. "Существует естественное соответствие между квантовыми компьютерами и химическим моделированием", - говорит Андрю Вайт из Университете Квинсленда в Брисбене, Австралия.

    Команда использовала этот процесс для расчета энергии молекулы водорода как функции расстояния от соседних молекул. Результат был поразительным, говорит Вайт. Энергетические уровни вычислились настолько близко к предсказаниям по модели - с точностью до миллионнных, - что, когда Вайт впервые увидел результат, он думал, что смотрит на теоретических расчеты. "Они просто выглядели настолько хорошо".

    Хотя и заявляется, что криптография является наиболее вероятным первым приложением квантовых вычислений, химия выглядит даже более перспективной областью в краткосрочной перспективе, говорит Аспуру-Гузик. Системы с 128 кубитами смогут "превзойти классические компьютеры" в качестве инструмента для химии, говорит он. Алгоритмы квантовой криптографии требуются многие тысячи кубитов, чтобы быть полезными, говорит Вайт.

    Модель водорода которую мы использовали, была первая упрощенная квантовая модель, где все сложности были удалены", говорит Вайт. "Но оказывается, что мы в принципе можем работать с гораздо более сложными моделей. Это просто сводится к использованию системы большим количеством кубитов."

    Сколько кубитов надо чтобы замоделить человека? belay
        
    25 января 2011 06:08
    #11 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    Цитата: Sniffs
    Сколько кубитов надо чтобы замоделить человека?

    Сначала надо понять эту модель человека, а то это как смоделировать черную дыру, о которой нельзя получить информации больше, чем видно снаружи smile
        
    26 января 2011 02:56
    #12 Написал: Svetozar

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Да не скоро будет все это. Физический принцип "квантовой телепортации" все равно непонятен. Внесли изменения в один - изменился второй, а вот почему? ...
        

    Информация

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