Splošno

Raziskovalci spremljajo "življenjsko dobo" grafena Qubits

Raziskovalci spremljajo


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ko so grafen prvič odkrili leta 2004, se je znanstvena skupnost navdušila nad tem, kako zmore številne impresivne podvige, zdaj pa počasi začenjamo uporabljati grafen.

V zadnjem času lahko raziskovalci z MIT in drugih prestižnih institucij izmerijo, kako dolgo grafen kubit ostane v neskladnem stanju.

Preveč zapletena izjava? Stvari bomo tonili. S procesorji, ki jih imamo na svojih računalnikih, imajo polprevodniki v njih dva stanja, 1 in 0.

Podatke obdelajo ti tranzistorji, ki preklapljajo med državami. Ta vrsta operacij je lahko učinkovita za reševanje ali zagon naših izvornih aplikacij in iger, vendar za reševanje zapletenih problemov, povezanih s kvantnim računalništvom, običajni sistemi ne uspejo.

Za učinkovito reševanje kvantnih problemov morajo biti kubiti ali kvantni biti v stanju, ki je med obema. To srednje stanje je prekrivanje dveh skrajnih stanj.

Količina časa, ko lahko ti kubiti ostanejo v stanju prekrivanja, je znana kot koherenten čas. Vendar to stanje ni stabilno v primerjavi z 1 ali 0.

Zaradi tega kubiti dlje časa ostanejo v prekrivanju.

Bolj koherenten čas lahko proizvede kubit, večja bo njegova računalniška moč. Grafen je bil predstavljen kvantnemu računalništvu za izdelavo hitrejših in učinkovitejših procesorjev.

Tradicionalno so kubite delali tako, da so izolator izolirali med dvema superprevodnimi materiali. Nastala oblika se imenuje »križišče Josephson«.

Ko uporabimo tok, se elektroni premaknejo iz enega superprevodnika v drugega, kar ustvarja različna stanja. Ta metoda je povzročila precej izgube energije zaradi močnih trenutnih potreb, zato so znanstveniki želeli spremeniti nastavitev izolatorja in grafen je bil njihova izbira.

Grafen je 2D list ogljikovih atomov, ki je debel le en atom. Uvedba novega materiala je predlagala večje koristi glede energetske učinkovitosti in celotne računalniške moči.

Znanstveniki so grafensko plast stisnili s heksagonalnim borovim nitridom (hBN), izolatorjem Van Der Waals. Namesto toka grafitna plast kubita za spreminjanje stanja uporablja napetost, kar je bilo veliko bolj učinkovito in hitro pri obdelavi informacij, hkrati pa zagotavlja prihranek energije.

Vendar raziskovalci niso mogli izmeriti, kolikšno razliko grafen prinese na mizo, ker jim ni bilo dovolj opreme ali metode za učinkovito merjenje koherentnega časa.

Vse se je spremenilo, ko so raziskovalci končno lahko pokazali kubit na osnovi grafena v njegovem koherentnem stanju, zahvaljujoč spremembi vhodne napetosti (enaka metodologija, ki se uporablja za tranzistorje, da spremenijo svoje stanje). In izmerjen je bil koherentni čas 55 nanosekund.

Novi kubiti lahko tudi zelo povečajo število kubitov / matric. Z metodo zanke z električnim tokom lahko na en čip položimo le 1000 kubitov.

Z napetostno nadzorovano metodo lahko število kubitov na matrico povečamo na milijon. Kubiti električnih tokov pa imajo svoj koherenten čas v območju mikrosekund.

To je veliko večje od nanosekund, ki jih ponujajo grafenski kubiti.

Raziskovalci zdaj raziskujejo načine, s katerimi je mogoče koherentni čas grafitnih kubitov učinkovito povečati do ravni kubitov električnega toka.

Tako bomo imeli nove enote kvantnega računanja, ki so velikokrat hitrejše od današnjih!


Poglej si posnetek: Zurich Instruments - Qubit control for 100 qubits and more (Maj 2022).