برای اینکه رایانه‌های کوانتومی از نظر سرعت و ظرفیت از همتایان کلاسیک خود پیشی بگیرند، کیوبیت‌های آنها - که مدارهای ابررسانایی هستند که می‌توانند در ترکیبی از حالت‌های باینری بی‌نهایت وجود داشته باشند - باید در یک طول موج باشند. دستیابی به این، با این حال، با قیمت اندازه همراه است. در حالی که ترانزیستورهای مورد استفاده در رایانه‌های کلاسیک به مقیاس نانومتری کاهش یافته‌اند، کیوبیت‌های ابررسانا امروزه هنوز در میلی‌متر اندازه‌گیری می‌شوند - یک میلی‌متر برابر با یک میلیون نانومتر.
کیوبیت ها را با هم در تراشه های بزرگتر و بزرگتر ترکیب کنید و در نهایت با یک ردپای فیزیکی نسبتاً بزرگ روبرو خواهید شد، به این معنی که رایانه های کوانتومی فضای فیزیکی زیادی را اشغال می کنند. اینها هنوز وسایلی نیستند که بتوانیم در کوله پشتی خود حمل کنیم یا روی مچ خود حمل کنیم.
برای کوچک کردن کیوبیت‌ها در عین حفظ عملکردشان، میدان به روش جدیدی برای ساخت خازن‌هایی نیاز دارد که انرژی را که به کیوبیت‌ها «قدرت» می‌دهد، ذخیره کند. با همکاری Raytheon BBN Technologies، آزمایشگاه پروفسور جیمز هاون در وانگ فونگ جن در مهندسی کلمبیا اخیراً یک خازن کیوبیت ابررسانا ساخته شده با مواد دوبعدی را نشان داد که بخشی از ابعاد قبلی است.
برای ساخت تراشه های کیوبیت زودتر، مهندسان مجبور بودند از خازن های مسطح استفاده کنند که صفحات باردار مورد نیاز را در کنار یکدیگر قرار می دادند. چیدمان این صفحات باعث صرفه جویی در فضا می شود، اما فلزات مورد استفاده در خازن های موازی معمولی در ذخیره سازی اطلاعات در کیوبیت ها اختلال ایجاد می کنند. در مقاله حاضر، منتشر شده در 18 نوامبر، c حروف نانو، دکتری هان. دانش آموزان Abhinandan Anthony و Anjali Rajendra یک لایه عایق از نیترید بور را بین دو صفحه باردار از نیوبیم دیزلید ابررسانا فشرده کردند. هر یک از این لایه‌ها تنها یک اتم ضخامت دارند و توسط نیروهای واندروالس، برهمکنش ضعیف بین الکترون‌ها، کنار هم نگه داشته می‌شوند. سپس این تیم خازن های خود را با مدارهای آلومینیومی ترکیب کردند تا تراشه ای حاوی دو کیوبیت با مساحت 109 میکرومتر مربع و ضخامت تنها 35 نانومتر ایجاد کنند که 1000 برابر کمتر از تراشه های تولید شده توسط روش های معمولی است.
وقتی تراشه کیوبیت خود را تا بالای صفر مطلق خنک کردند، کیوبیت ها همان طول موج را پیدا کردند. این تیم همچنین ویژگی های کلیدی را مشاهده کردند که نشان می دهد دو کیوبیت در هم تنیده شده و به عنوان یک کل عمل می کنند، پدیده ای که به عنوان انسجام کوانتومی شناخته می شود. هاون گفت که این بدان معناست که حالت کوانتومی کیوبیت می تواند توسط تکانه های الکتریکی دستکاری و خوانده شود. او گفت که زمان انسجام کوتاه بود - کمی بیش از 1 میکروثانیه، در مقایسه با حدود 10 میکروثانیه برای یک خازن همسطح معمولی، اما این تنها اولین قدم در کاوش استفاده از مواد دو بعدی در این زمینه است.
مقاله جداگانه‌ای که در ماه اوت در arXiv توسط محققان MIT منتشر شد، همچنین از نیوبیم دیزلنید و نیترید بور برای ساخت خازن‌هایی با صفحات کیوبیت موازی استفاده کرد. دستگاه‌های آزمایش‌شده توسط تیم MIT زمان‌های انسجام طولانی‌تری را نشان دادند - تا 25 میکروثانیه - که نشان می‌دهد هنوز جایی برای بهبود عملکرد بیشتر وجود دارد.
از این پس، هاون و تیمش به اصلاح تکنیک‌های تولید خود و آزمایش انواع دیگر مواد دو بعدی برای افزایش زمان انسجام ادامه خواهند داد، که نشان‌دهنده مدت زمانی است که کیوبیت اطلاعات را ذخیره می‌کند. هاون گفت، طرح‌های جدید دستگاه‌ها باید بتوانند با ترکیب عناصر در یک پشته واندروالس یا با ترکیب مواد دوبعدی برای سایر بخش‌های زنجیره، چیزها را حتی بیشتر کوچک کنند.
هاون گفت: "ما اکنون می دانیم که مواد دو بعدی می توانند کلید ایجاد کامپیوترهای کوانتومی ممکن را داشته باشند." «هنوز خیلی زود است، اما یافته‌هایی از این دست محققان را در سراسر جهان ترغیب می‌کند تا کاربردهای جدید مواد دوبعدی را در نظر بگیرند. امیدواریم در آینده شاهد کارهای بیشتری در این راستا باشیم."
نقل قول: کوچک شدن کیوبیت ها برای محاسبات کوانتومی با مواد نازک اتمی (2021، 30 نوامبر)، استخراج شده در 30 نوامبر 2021 از https://phys.org/news/2021-11-qubits-quantum-atom-thin -materials.html
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوا فقط برای مقاصد اطلاعاتی ارائه شده است.
[ad_2]
مقالات مشابه
- نمایندگی تعمیرات پکیج _ آموزش رایگان تعمیر پکیج دیواری شوفاژ
- انتخاب های برتر مواد شیمیایی
- هفت خلاقانه راهها میتوانید اسباب بازی خود را افزایش دهید
- Chicago Bears legend and Hall of Fame running back Gale Sayers dies at 77
- جف ریوز قدرت در اعداد: سوار حرکت با این 9 صعودی کوچک-کلاه سهام
- اعزام از یک بیماری همه گیر: نامه ای از نیویورک آرام کانون coronavirus: 'خیابان ها تقریبا خالی اما birds go on singing'
- والت دیزنی جهان مجموعه جولای 11 بازگشایی تاریخ برای سحر و جادو پادشاهی حیوانات پادشاهی
- Triple H می دانستند محکوم برچسب WWE مسابقه با آندرتیکر می تواند به نوبه خود به s–t'
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- چه ارزش پخش: 'همیلتون" و هر چیز دیگری در آینده به دیزنی+ در ماه جولای سال 2020