wersja mobilna
Online: 578 Środa, 2017.08.23

Biznes

Obliczenia z jednego atomu

piątek, 21 września 2012 12:28

Zespół badawczy kierowany przez australijskich inżynierów stworzył pierwszy roboczy bit kwantowy na podstawie jednego atomu osadzonego w krzemie, otwierając tym samym drogę do ultra-wydajnych komputerów kwantowych przyszłości.

Dr Andrea Morello (z lewej) i profesor Andrew Dzurak

W przełomowym artykule opublikowanym w czasopiśmie "Nature" zespół opisuje, jak odczytywał i zapisywał informacje za pomocą spinu lub orientacji magnetycznej elektronu orbitującego wokół pojedynczego atomu fosforu osadzonego w kości krzemowej.

- Po raz pierwszy pokazaliśmy możliwość reprezentowania i przetwarzania danych za pomocą spinu, tworząc bit kwantowy (kubit) - podstawową jednostkę danych dla komputerów kwantowych - mówi profesor Andrew Dzurak. - To naprawdę wielki krok w kierunku realizacji krzemowego komputera kwantowego opartego na pojedynczym atomie.

Prof Dzurak wraz z dr. Andreą Morellim prowadzili zespół naukowców z Uniwersytetu w Melbourne i University College w Londynie.

Dr Morello twierdzi, że komputery kwantowe umożliwią rozwiązanie takich problemów, którym nie są w stanie podołać najlepsze superkomputery na świecie - Są to dane intensywnych problemów, takich jak łamanie nowoczesnych kodów szyfrujących, przeszukiwanie baz danych i modelowanie cząsteczek biologicznych i leków.

Oznacza to, że takie komputery będą niezwykle przydatne dla branży finansów i ochrony zdrowia, bezpieczeństwa i organizacji obronnych oraz rządowych. Funkcjonalne komputery kwantowe również otworzą drzwi nowym typom aplikacji i rozwiązań obliczeniowych, które - będąc na tym etapie - trudno sobie wyobrazić lub zrozumieć.

W celu wykorzystania spinu elektronów komputer kwantowy potrzebuje zarówno sposobu ustalenia stanu wirowania (zapis), jak i i pomiaru wyniku (odczyt).

Zespołowi naukowców kierowanych przez inżynierów z UNSW udało się wykonanie obu etapów. Ich nowy wynik jest kontynuacją badań z 2010 roku również opublikowanych w "Nature", w których pokazali możliwość odczytu stanu (kierunku) spinu elektronu. Teraz, wraz z możliwością zapisu stanu wirowania, udało im się zakończyć dwuetapowy proces wymagany do używania kubitu.

Nowy wynik uzyskano poprzez wyjątkową kontrolę nad elektronem z jednego atomu fosforu wszczepionego obok specjalnie zaprojektowanego krzemowego tranzystora. Jest on tak mały, żeby elektrony poruszające się w nim ustawiły się jeden po drugim. Następnie mierząc prąd płynący przez tranzystor, naukowcy są w stanie określić jaki stan wirowania miał elektron. Aby zapisać bit kwantowy, wystarczy, żeby naukowcy manipulowali stanem spinu elektronu, kierując go w dowolnym kierunku, którą wybiorą.

Naukowcy będą teraz łączyć w pary te urządzenia, aby stworzyć dwu-bitową bramę logiczną - podstawą jednostkę przetwarzającą dla komputera kwantowego. Budowa pełnowymiarowego komputera pozostaje trudnym i ambitnym wyzwaniem inżynieryjnym, jednak pierwszy krok został zrealizowany.

Mateusz Woźniak

 

World News 24h

środa, 23 sierpnia 2017 15:56

Japan's Toshiba Corp is prioritizing talks with Western Digital to sell its memory chip business, as negotiations with a previously preferred bidder have stalled. Shares in the conglomerate, which is scrambling to sell its flash memory unit for around $18 billion to cover losses from its bankrupt U.S. nuclear business Westinghouse, rose 4.6 percent to 316 yen by the end of morning trade as the report lifted hopes of an imminent deal. In June, Toshiba picked a consortium including Japanese government-backed funds, private equity firm Bain Capital and South Korean chip maker SK Hynix as the preferred bidder for the prized unit.

więcej na: www.reuters.com