Hľadanie kvantových počítačov bez diamantov
4.5.2010 18:28:59 | QScience Daily | Počet zobrazení: 2852x
Vedci z Kalifornskej univerzity, ktorí prispeli k výskumu kvantových vlastností malých nerovností v diamantoch, využili najmodernejšie techniky spracovania dát na vytvorenie plánu výskumu kazov v alternatívnych materiáloch.
Ich zistenia môžu umožniť nové využitie polovodičov – materiálov, ktoré sú základom dnešnej informačnej spoločnosti. Môžu zvlášť pomôcť nájsť alternatívne materiály, ktoré by sa mohli využívať pri kvantovom spracovávaní údajov.
„Naše výsledky budú mať vplyv na experimentálny a teoretický výskum v mnohých oblastiach vedy, napríklad vo fyzike polovodičov, fyzike materiálov, magnetizme a návrhu kvantových zariadení,“ povedal prof. David Awschalom, jeden z dvoch hlavných zástupcov výskumného tímu. „Je iróniou, že väčšina polovodičových technológií sa snaží predchádzať kazom, ktoré ovplyvňujú chod dnešných zariadení, tieto chyby budú veľmi výhodné pre kvantové počítače. „
Vedci prišli so skupinou snímacích kritérií, ktorými nájdu špecifické chyby v atómovej štruktúre pevných látok, ktoré by mohli slúžiť ako kvantové bity (qubity) v potenciálnom kvantovom počítači. Využili pritom systém, ktorého kvantové vlastnosti im pomohli rozoznať chybu v strede diamantu. Kaz, ktorý podľa vedcov môže slúžiť ako veľmi rýchly a stabilný quibit pri izbovej teplote, sa skladá zo zblúdeného atómu dusíka v medzere inak perfektne usporiadaných atómov uhlíka.
Elektróny zachytené v tomto kaze interagujú so svetlom a mikrovlnami predpovedateľným spôsobom, čo umožňuje uchovať v nich informáciu pomocou orientácie ich kvantovo-mechanických spinov.
Diamanty sú ale drahé a je ich náročné zapracovať do čipov. To ponúka otázku, či neexistujú chyby aj v iných materiáloch, ktoré majú podobné vlastnosti a môžu sa rovnako správať.
Vedci preto navrhli postupnosť krokov využívajúcu najmodernejšie technológie, ktorá by mala pomôcť hľadať chyby aj v mnohých iných materiáloch. Spoliahjú sa pri tom na skúsenosti z minulých rokov, ktoré získali pri hľadaní „zlých“ chýb
Dnešné počítače sú založené na binárnej logike – každý bit môže byť buď „nula“ alebo „jednotka“. Na rozdiel od toho môže každý quibit v kvantovom počítači dosiahnuť každú hodnotu medzi týmito dvomi stavmi a ponúka nekonečne viac možností manipulácie a výpočtov. „Kvantové počítače dokážu teoreticky vyriešiť úlohy, ktoré sú pre dnešnú techniku nemožné,“ povedal Awschalom. „Teraz sme v štádiu hľadania dobrých materiálov, ktoré budú môcť v strojoch budúcnosti vytvárať jednotlivé quibity.“