en. Eksperimentell SC-krets av enhet I med qubits og koblere i en kvadratisk geometri. De lysegrå stiplede rektanglene representerer dimerer som utgjør kjeden med intrakobling Ja, sammenkobling Je og liten krysskobling Jx. b. Skjematisk (øverst til venstre) av dynamikken til de kollektive dimertilstandene |Π〉 og |Π′〉. Tall for forholdet Δ/Γ som funksjon av systemstørrelse L for forskjellige forhold av Ja/Je, med Jx/2π i området [0.3, 1.2] MHz (nederst til venstre). Firedimensjonal hyperkube i Hilbert-rommet (til høyre). c. Kvantetilstandstomografi for fire-qubit fidelity FA
Forskere fra Arizona State University og Zhejiang University i Kina, sammen med to teoretikere fra Storbritannia, har for første gang vært i stand til å demonstrere at et stort antall kvantebiter, eller qubits, kan stilles inn til å samhandle med hverandre samtidig som man opprettholder sammenhengen. i enestående lang tid, i en programmerbar, solid state superledende prosessor.
Tidligere var dette kun mulig i Rydberg-atomsystemer.
I en artikkel som skal publiseres torsdag 13. oktober i Naturfysikk, ASU Regents Professor Ying-Cheng Lai, hans tidligere ASU doktorand Lei Ying og eksperimentell Haohua Wang, begge professorer ved Zhejiang University i Kina, har demonstrert et “første blikk” på fremveksten av kvante-mangekroppsarrdannelse (QMBS) som en robust mekanisme for å opprettholde koherens mellom interagerende qubits. Slike eksotiske kvantetilstander tilbyr den tiltalende muligheten for å realisere omfattende flerpartssammenfiltring for en rekke applikasjoner innen kvanteinformasjonsvitenskap og -teknologi for å oppnå høy prosesseringshastighet og lavt energiforbruk.
“QMBS-stater besitter den iboende og generiske evnen til flerpartssammenfiltring, noe som gjør dem ekstremt attraktive for applikasjoner som kvantesansing og metrologi,” forklarte Ying.
Klassisk eller binær databehandling er avhengig av transistorer – som bare kan representere “1” eller “0” på en enkelt gang. I kvanteberegningkan qubits representere både 0 og 1 samtidig, noe som kan eksponentielt akselerere databehandlingsprosesser.
“I kvanteinformasjonsvitenskap og teknologi, er det ofte nødvendig å sette sammen et stort antall grunnleggende informasjonsbehandlingsenheter – qubits – sammen,” forklarte Lai. “For applikasjoner som kvanteberegning, opprettholde en høy grad av sammenheng eller kvanteforviklinger blant qubitene er avgjørende.
“Men de uunngåelige interaksjonene mellom qubits og miljøstøy kan ødelegge sammenhengen på svært kort tid – innen omtrent ti nanosekunder. Dette er fordi mange interagerende qubits utgjør et system med mange kropper,” sa Lai.
Nøkkelen til forskningen er innsikt om å forsinke termalisering for å opprettholde koherens, ansett som et kritisk forskningsmål innen kvanteberegning.
“Fra grunnleggende fysikk vet vi at i et system med mange samvirkende partikler, for eksempel molekyler i et lukket volum, vil termaliseringsprosessen oppstå. Kryptering mellom mange qubits vil alltid resultere i kvantetermalisering – prosessen beskrevet av så -kalt Eigenstate Thermalization Hypothesis, som vil ødelegge sammenheng blandt qubitssa Lai.
I følge Lai vil funnene som beveger kvanteberegningen fremover ha applikasjoner innen kryptologi, sikker kommunikasjon og cybersikkerhet, blant andre teknologier.
Teknisk robuste og skalerbare molekylære qubits
Lei Ying, Hilbert romarr på mange kropper på en superledende prosessor, Naturfysikk (2022). DOI: 10.1038/s41567-022-01784-9. www.nature.com/articles/s41567-022-01784-9
Levert av
Arizona State University
Sitering: Physicists reach qubit computing breakthrough (2022, 13. oktober) hentet 13. oktober 2022 fra https://phys.org/news/2022-10-physicists-qubit-breakthrough.html
Dette dokumentet er underlagt opphavsrett. Bortsett fra enhver rettferdig handel for formålet med private studier eller forskning, kan ingen del reproduseres uten skriftlig tillatelse. Innholdet er kun gitt for informasjonsformål.