โปรเซสเซอร์ควอนตัมตัวแรกที่ใช้อะตอมที่เป็นกลางเป็นคิวบิตได้รับการผลิตโดยกลุ่มสองกลุ่มในสหรัฐอเมริกา ผลลัพธ์คือความสำเร็จครั้งสำคัญเนื่องจากคอมพิวเตอร์อะตอมควอนตัมอาจปรับขนาดได้ง่ายกว่าอุปกรณ์ที่ใช้วงจรตัวนำยิ่งยวดหรือไอออนที่ติดอยู่ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีทั้งสองที่มีอิทธิพลมากจนถึงตอนนี้ ควอบิตแรกถูกสาธิตในปี 1995 ในไอออนที่ถูกดักจับและเพื่อนร่วมงานที่ NIST
ในโบลเดอร์ โคโลราโด
สหรัฐอเมริกา เมื่อไม่นานมานี้ บริษัทต่างๆ เช่น ได้ผลิตคอมพิวเตอร์ที่ใช้ qubits ตัวนำยิ่งยวดแบบโซลิดสเตต โดยโปรเซสเซอร์ ขนาด 127 qubit ปัจจุบันถือว่าทรงพลังที่สุด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากควอนตัมคอมพิวเตอร์มีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ แพลตฟอร์มนี้จึงพบปัญหา คิวบิตตัวนำยิ่งยวดต้องสร้างแยกกัน
ทำให้แทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะสร้างสำเนาที่เหมือนกัน สิ่งนี้ประนีประนอมกับ “ความเที่ยงตรงของเกต” (ความน่าจะเป็นที่เอาต์พุตจะถูกต้อง) ยิ่งไปกว่านั้น แต่ละ qubit จะต้องเย็นลงจนเกือบเป็นศูนย์สัมบูรณ์ ซึ่งเป็นงานที่ยากขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อจำนวน qubit เพิ่มขึ้น บริษัทอื่นๆ รวมถึง ซึ่งเป็นบริษัทสตาร์ทอัพ
ของ ได้หันไปใช้ไอออนที่ถูกกักไว้แทน ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2563 บริษัทยักษ์ใหญ่ด้านอุตสาหกรรมอย่าง ได้ประกาศว่าคอมพิวเตอร์ที่มีไอออนติดอยู่นั้นบรรลุ “ปริมาณควอนตัม” ซึ่งเป็นการวัดความสามารถและอัตราความผิดพลาดของคอมพิวเตอร์ คอมพิวเตอร์ไอออนแบบดักจับมีข้อได้เปรียบตรง
ที่รับประกันว่าไอออนแต่ละตัวจะแยกไม่ออกตามกฎของกลศาสตร์ควอนตัม ในขณะที่ไอออนในสุญญากาศนั้นค่อนข้างง่ายที่จะแยกออกจากเสียงรบกวนจากความร้อน ปัญหาคือ “ไอออนมีปฏิสัมพันธ์อย่างรุนแรง และคุณจำเป็นต้องเคลื่อนย้ายพวกมันไปรอบๆ ด้วยสนามไฟฟ้า”
ในสหรัฐอเมริกา กล่าว “นี่ค่อนข้างยากในทางปฏิบัติ”ในปี 2559 ร่วมกับเพื่อนร่วมงานและ นักวิจัย อิสระจาก ในปารีสได้เปิดตัวแพลตฟอร์มที่สามเก็บข้อมูลควอนตัมในอะตอมที่เป็นกลางที่พวกเขาจัดการโดยใช้ แหนบออปติคัล ด้วยการใช้เลเซอร์เพื่อกระตุ้นอะตอมให้อยู่ในสถานะ Rydberg ที่มีไอออนสูง
นักวิจัย
สามารถเข้าไปพันกับอะตอมอื่น ๆ ทำให้สามารถดำเนินการเกทได้ก่อนที่เอาต์พุตของเกทจะถูกเก็บไว้อย่างเสถียรอีกครั้ง อย่างไรก็ตาม ก่อนหน้านี้ไม่มีใครแสดงวงจรควอนตัมเต็มรูปแบบโดยใช้อะตอมที่เป็นกลาง สถานะไฮเปอร์ไฟน์ ในการวิจัยล่าสุด ทั้งสองทีมเก็บข้อมูลควอนตัมในสถานะไฮเปอร์ไฟน์
ของอะตอมอัลคาไล: รูบิเดียมสำหรับ และเพื่อนร่วมงานที่นำ และซีเซียมสำหรับทีมที่นำจาก ร่วมกับนักวิทยาศาสตร์จากควอนตัม บริษัท อธิบายว่าสถานะไฮเปอร์ไฟน์เหล่านี้มีข้อดีหลายประการ “ถ้าคุณมีอะตอม 2 อะตอมที่อยู่ในสภาพไฮเปอร์ไฟน์อยู่ติดกัน เพราะพวกมันแข็งแกร่งมาก พวกมันจะไม่ทำอะไร
เลย” เขากล่าว “ดังนั้น หากเราต้องการพันอะตอมสองอะตอมตามต้องการ เราจะพยายามกระตุ้นอะตอมทั้งสองให้เข้าสู่สภาวะ พร้อมๆ กัน สถานะ เหล่านี้มีขนาดใหญ่และมีปฏิสัมพันธ์อย่างมาก และนั่นทำให้เราเข้าไปยุ่งเกี่ยวกับอะตอมได้อย่างรวดเร็ว ตอนนี้เรากลับมาที่สถานะไฮเปอร์ไฟน์ ปลอดภัย
และได้เสียง โดยที่อะตอมที่พันกันนั้นแข็งแกร่งพอๆ กับแหนบออปติคอล”กลุ่ม ใช้ความแข็งแกร่งนี้เพื่อแยกอะตอมที่พันกันทางร่างกายโดยไม่ทำให้แยกออกจากกัน (นั่นคือสูญเสียข้อมูลควอนตัม) เมื่อแต่ละอะตอมมาถึงที่หมาย ชีพจรอีกอันจากเลเซอร์จะไปพัวพันกับอะตอมถัดไป สิ่งนี้ทำให้กลุ่ม
สามารถดำเนินการควอนตัมเกทนอกพื้นที่ได้โดยไม่จำเป็นต้องมีการเชื่อมโยงโทนิคหรืออะตอมเพื่อย้ายสิ่งกีดขวางไปรอบ ๆ วงจร นักวิจัยใช้โปรโตคอลนี้เพื่อดำเนินการหลายโปรแกรม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาได้เตรียม “qubit แบบลอจิคัล” ที่ประกอบด้วย qubit แบบฟิสิคัลเจ็ดตัวที่สามารถเข้ารหัสข้อมูล
ในลักษณะที่ป้องกันข้อผิดพลาดได้ ตั้งข้อสังเกตว่าการพัวพันกับ qubits แบบลอจิคัลหลายตัวจะง่ายกว่ามากในระบบของทีมของเขามากกว่าทางเลือกอื่นที่ใช้ qubits แบบคงที่ “มีกลวิธีต่างๆ มากมายที่เรียกว่าการถักเปียหรือการผ่าตัดขัดตาข่ายที่ผู้คนทำงานเพื่อพันคิวบิตเชิงตรรกะ” เขาอธิบาย
“แต่เมื่อคุณมีการเคลื่อนไหวของอะตอม และเมื่อคุณสามารถสอดประสานพวกมันได้ มันก็ง่ายมาก สิ่งที่คุณต้องทำ คือสร้างสองกลุ่มโดยอิสระ ย้ายแต่ละกลุ่มของ qubits สอดประสานกับอีกกลุ่มหนึ่ง กระตุ้นเลเซอร์ Rydberg หนึ่งครั้งและทำประตูระหว่างพวกเขา” ความยืดหยุ่นนี้ Bluvstein กล่าวว่า
การควบคุม
ที่แม่นยำกลุ่มวิสคอนซินใช้แนวทางที่แตกต่างออกไป แทนที่จะเคลื่อนย้ายอะตอม พวกเขาใช้แสงเลเซอร์ที่ควบคุมอย่างแม่นยำเพื่อควบคุมการกระตุ้นของ ของอะตอมและถ่ายโอนสิ่งกีดขวางรอบตาข่าย “ลองนึกภาพว่าคุณมีสามคิวบิตเรียงกัน” อธิบาย “ฉันจะใช้ลำแสงเลเซอร์ สองจุดส่องไปที่จุดซ้ายสุด
และจุดตรงกลาง พวกเขาตื่นเต้นกับสถานะของ พวกเขามีปฏิสัมพันธ์และพัวพันกัน” ขั้นตอนต่อไป S ดำเนินการต่อ คือการเคลื่อนลำแสงเลเซอร์เพื่อให้แสงสว่างแก่อะตอมตรงกลางและอะตอมขวาซึ่งก่อนหน้านี้ไม่ได้ใช้งาน และกระตุ้นทั้งสถานะ ในรูปแบบนี้ เขาสรุปว่า “ลำแสงเลเซอร์กำลังควบคุม
การทำงานของประตู แต่กลไกการเชื่อมโยงที่แท้จริงคือปฏิสัมพันธ์ของอะตอม Rydberg”กลุ่มของ แสดงให้เห็นถึงพลังของแผนการของพวกเขาโดยสร้างสถานะของอะตอม 6 สถานะที่รู้จักกันในชื่อ ซึ่งบางครั้งเรียกว่าสถานะแมวของชโรดิงเงอร์ เนื่องจากพวกมันมีความสัมพันธ์แบบ
ที่แข็งแกร่งที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในสถานะควอนตัมหลายอนุภาคทั้งหมด ทีมงานวิสคอนซินยังแสดงให้เห็นว่าระบบของพวกเขาสามารถทำหน้าที่เป็นเครื่องจำลองควอนตัมโดยทำโจทย์การประมาณเฟสควอนตัมต่างๆ เช่น การประมาณค่าพลังงานของโมเลกุลไฮโดรเจนการรักษาอะตอมให้คงที่ ทีมงานวิสคอนซินสามารถเชื่อมโยงการดำเนินการประตูตามลำดับได้เร็วกว่ากลุ่ม
credit: coachwalletoutletonlinejp.com tnnikefrance.com SakiMono-BlogParts.com syazwansarawak.com paulojorgeoliveira.com NewenglandBloggersMedia.com FemmePorteFeuille.com mugikichi.com gallerynightclublv.com TweePlebLog.com
