ขั้นตอนสำคัญสู่การสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ปรับขนาดได้โดยใช้ไอออนที่ติดอยู่นั้นเกิดขึ้นจากกลุ่มวิจัยอิสระสองกลุ่มในสหรัฐอเมริกาและสวิตเซอร์แลนด์ ทีมงานได้พัฒนาออปติคที่จำเป็นในการจัดการกับไอออนที่ติดอยู่หลายตัวซึ่งรวมอยู่ในชิปตัวเดียว การนำควอนตัมเกตไปใช้จริงเป็นครั้งแรก ซึ่งเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ควอนตัม เกิดขึ้นในปี 1995 โดยคริส มอนโรและเดวิด ไวน์แลนด์
ที่สถาบัน
มาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติสหรัฐฯ ในโคโลราโด นักวิจัยจับไอออนเบริลเลียมไว้ในห้องสุญญากาศและควบคุมระดับพลังงานอิเล็กทรอนิกส์โดยใช้เลเซอร์ ระดับพลังงานของไอออนถูกรวมเข้ากับสถานะการเคลื่อนที่ของพวกมัน ซึ่งเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างไอออน
ทำให้สถานะของไอออนหนึ่งมีเงื่อนไขกับสถานะของอีกสถานะหนึ่ง ตั้งแต่นั้นมาประตูควอนตัมก็ถูกสร้างขึ้นโดยใช้ระบบอื่น ๆ เป็นควอนตัมบิต (qubits) สิ่งเหล่านี้รวมถึงอะตอมสิ่งเจือปนในเพชรและวงจรตัวนำยิ่งยวด ซึ่งอย่างหลังนี้ถูกใช้ในคอมพิวเตอร์ควอนตัมล้ำสมัยที่สร้าง แสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับระบบ
ที่ใช้ตัวนำยิ่งยวดว่า “พวกเขาใช้เครื่องมือที่คล้ายกัน [กับคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน] ชิปทั้งหมดอยู่บนพื้นผิวสองมิติและคุณต้องต่อสายเข้าด้วยกัน . ผู้คนคุ้นเคยกับเครื่องมือการผลิตขั้นพื้นฐานเหล่านั้น” ในทางตรงกันข้าม เขากล่าวว่า เทคโนโลยี ต้องการเทคโนโลยีที่ไม่คุ้นเคยมากกว่า:
“มีเลเซอร์ มีเลนส์ มีอะตอมแต่ละตัวในห้องสุญญากาศ” มีแนวโน้มที่จะไม่สมบูรณ์แม้จะได้รับความนิยมในปัจจุบัน แต่ความคืบหน้าในการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีตัวนำยิ่งยวดได้ชะลอตัวลง และนักวิจัยบางคนยังสงสัยว่าพวกเขาจะปรับขนาดเป็นหลายพันคิวบิตหรือมากกว่านั้น นี่เป็นเพราะ
ในขณะที่อะตอมที่แยกตัวในพื้นที่ว่างได้รับการรับประกันว่าจะเหมือนกันโดยกฎของกลศาสตร์ควอนตัม ดังนั้นจึงสามารถรักษาสถานะที่เกี่ยวพันกันได้อย่างน่าเชื่อถือ ส่วนประกอบของวงจรที่ผลิตขึ้นมักจะมีความไม่สมบูรณ์และแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะแยกออกจากเสียงรบกวน
กลุ่มวิจัย
และบริษัทเชิงพาณิชย์หลายแห่งจึงมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาเทคโนโลยีที่จำเป็นในการเพิ่มขนาดระบบไอออนที่ถูกดักจับ ประมาณ 15 ปีที่แล้วจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์กล่าวว่า นักวิจัยเริ่มสร้างกับดักไอออนบนชิป การเรียนรู้เทคโนโลยีพื้นฐานในการกักเก็บอะตอมต่างๆ ในที่ต่างๆ ช่วยให้นักวิจัย
สามารถ “ใช้ประโยชน์จากสิ่งอื่นๆ ที่อุตสาหกรรม [เซมิคอนดักเตอร์] สร้างขึ้นมากว่า 50 หรือ 60 ปี และใส่สิ่งอื่นๆ โฟโตนิกส์” เขากล่าว “งานนั้นเพิ่งเริ่มต้นอย่างจริงจังในช่วงห้าหรือหกปีที่ผ่านมา” ตอนนี้ เอกสารสองฉบับที่ตีพิมพ์คู่กันฉบับหนึ่งจากนักวิจัยและเพื่อนร่วมงาน
และ อีกฉบับหนึ่งจากนักวิทยาศาสตร์ที่ นำเสนอความก้าวหน้าที่สมบูรณ์ในการจัดการไอออนที่ติดอยู่โดยใช้โฟโตนิกส์แบบบูรณาการ ทั้งสองทีมประดิษฐ์ท่อนำคลื่นบนชิปเพื่อส่งแสงที่จำเป็นในการกระตุ้นการเปลี่ยนผ่านเฉพาะในไอออนที่เลือก กลุ่ม ใช้แคลเซียมและนักวิจัยของ MIT เลือกสตรอนเทียม
การใช้โรงหล่อเชิงพาณิชย์ กลุ่มชาวสวิสประดิษฐ์ชิปที่มีท่อนำคลื่นแปดเส้น ทำให้พวกเขาฉีดแสงที่ความยาวคลื่นที่จำเป็นสำหรับการเริ่มต้น qubits (นำพวกมันเข้าสู่สถานะที่ต้องการ) และควบคุมพวกมัน (สลับระหว่างสองสถานะ) กับดักของพวกมันมีไอออนอยู่ 2 ตัว และนักวิจัยได้สร้างประตูควอนตัม
โดยการทำให้สถานะของพวกมันยุ่งเหยิง ตัวชิปจำเป็นต้องระบายความร้อนด้วยการแช่แข็งและวางไว้ในสุญญากาศสูงเพื่อให้ไอออนอยู่ในกับดัก การดำเนินการนี้ต้องใช้เครื่องมือขนาดใหญ่พอๆ กับตู้เย็นเจือจางรอบคอมพิวเตอร์ควอนตัมตัวนำยิ่งยวดที่มีสเกลหลายสิบเซนติเมตร อย่างไรก็ตาม
หัวหน้าทีม
อธิบายว่าโปรเซสเซอร์แบบหลายควิบิตต้องการเพียงหนึ่งไครโอสแตท: “ลองนึกถึงการปรับขนาดคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อป” เขากล่าว “ไม่สำคัญว่าหอคอยจะใหญ่แค่ไหน มันสำคัญว่าโปรเซสเซอร์จะทรงพลังแค่ไหน” นักวิจัยของ MIT มุ่งเน้นไปที่หนึ่ง qubit แต่ดำเนินการได้หลากหลายมากขึ้น
ด้วยการใช้โรงหล่อเพื่อการวิจัยโดยเฉพาะ พวกเขาผลิตชิปที่สามารถนำพาแสงความยาวคลื่นที่แตกต่างกันหกแบบผ่านท่อนำคลื่นสี่ท่อที่แตกต่างกัน ทำให้พวกมันสามารถแตกตัวเป็นไอออนในอะตอมของสตรอนเชียมที่เป็นกลาง บรรจุไอออนเข้าไปในกับดัก และทำให้เย็นลงก่อนที่จะเตรียม ควบคุม
และอ่านสถานะของมันทึบแสงเป็นหลักความจำเป็นในการสร้างและฉีดแสงที่ความถี่เฉพาะเป็นหนึ่งในความท้าทายหลักสำหรับการรวมโฟโตนิกส์เข้ากับการคำนวณควอนตัมไอออนที่ติดกับดัก: “ระบบวัสดุทั้งหมดที่ผู้คนเคยใช้สำหรับโฟโตนิกส์แบบรวมในอดีตนั้นมีความทึบแสงเป็นหลักสำหรับแสง
การวิจัยแสดงให้เห็นถึงควิบิตไอออนที่ติดอยู่เพียงเศษเสี้ยวของมิลลิเมตรเหนือระบบควบคุมโซลิดสเตตแบบคลาสสิก: “ผู้คนจำนวนมากคาดเดาเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการสร้างระบบควอนตัมที่ใหญ่ขึ้นโดยสันนิษฐานว่าหากมันไม่อยู่ในสถานะของแข็ง ทำไม่ได้”ที่เราต้องการ” “หลายสิ่งที่เรากำลังทำอยู่
“เป็นขั้นตอนที่ดี เพราะคุณไม่จำเป็นต้องจัดตำแหน่งลำแสงเลเซอร์ นั่นเป็นเรื่องใหญ่” มอนโรกล่าว “ขั้นตอนต่อไปสำหรับทั้งสองกลุ่ม และสิ่งที่ชุมชนที่เหลือต้องการทำ คือการปรับใช้เทคนิคเหล่านี้ในระบบและทำให้เชื่อถือได้”คือการพัฒนาออปติคในตัวประสิทธิภาพสูงที่ทำงานที่ความยาวคลื่นที่จำเป็น
แขนขา, การฉายรังสีเต้านมบางส่วนและการรักษาเต้านมแบบคว่ำ, ลำแสงอิเล็กตรอน และแผนที่มีไอโซเซ็นเตอร์ด้านหน้าหรือด้านหลังอย่างมาก”ว่า “เราทราบดีว่ามีโรงพยาบาลในสหราชอาณาจักร ฝรั่งเศส อิตาลี เนเธอร์แลนด์ สเปน และสหรัฐอเมริกาทดลองใช้สคริปต์ของเรา”
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
