量子计算

物理学家衡量石墨烯Qubits悬停在“活着/死”叠加

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研究人员已经成功记录了石墨烯“量子位元”在叠加状态下可以停留多久
研究人员已经成功记录了石墨烯“量子位元”在叠加状态下可以停留多久
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研究人员已经成功记录了石墨烯“量子位元”在叠加状态下可以停留多久
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研究人员已经成功记录了石墨烯“量子位元”在叠加状态下可以停留多久

实际量子计算机可能是更接近现实的另一个步骤 - 以及这么多技术,我们有石墨烯致谢。Quantum计算机(QUBits)中的信息位可以同时闻名于两种状态,现在来自麻省理工学院和其他机构的研究人员已经设法录制了叠加状态可以持续在由石墨烯制成的Qubit中有多长。

Schrödinger的猫是最着名的叠加的想法。对于这种标志性的思想实验,想象一个盒子里的猫,其生活取决于放射性原子是否衰变。从理论上讲,那只猫在两种活着和死亡的同时存在,它只是当你打开盒子并看看它坍塌成一个州或另一个州。

量子计算机使用叠加原则对他们的优势。传统计算机存储和处理信息中的二进制状态,其中每位数据都表示为0或1. Quantum计算机,另一方面可以同时转换为0和1的叠加,允许它们在某些任务中大幅优于传统电脑。Qubits越长,在该状态中可以留在那种状态,称为“相干时间” - Quantum Computer越强大。

以前尚未记录基于石墨烯的Qubits的相干时间,因此新研究的研究人员旨在衡量它 - 并确保这些设备可以将其拉出。果然,石墨烯Qubits在55纳秒时计时,之后他们返回到0的“地面”状态。

“我们的动机是利用石墨烯的独特属性来提高超导Qubits的表现,”乔尔I-Jan王说,该研究的第一个作者Joel I-Jan Wang说。“在这项工作中,我们首次展示由石墨烯制成的超导Qubit是时间量子相干的,这是建立更复杂的量子电路的关键必要条件。我们是第一个显示可测量的相干时间的设备 - 一个主要的指标qubit - 这足以让人类控制。“

如果55纳秒听起来不算多,其实也不是。其他量子位设计的相干时间比它大数百倍,这意味着它们比量子计算机强大得多。但是石墨烯量子位还有其他优点。

对于一个,石墨烯具有奇怪的QUIRK,在那里它采用相邻超导材料的超导性能。在这种情况下,MIT团队将一片石墨烯放在两层六边形氮化硼(HBN)之间。夹在那些超导层之间表示通过施加电压而不是像其他设计的磁场,可以使Qubit在状态之间切换。

其中的优点是,QUBit可以更像传统的晶体管,允许更多地填充到单个芯片中。如果它们仍然耗尽磁场,则需要将电流循环结合到芯片中,这也可以占用宝贵的空间并干扰附近的Qubits,导致计算错误。加上它更有效,因为HBN的两个外层保护石墨烯免受可能抛出行驶电子的缺陷。

这些优点可以真正有助于获得实际量子计算机上运行,​​并确定石墨烯Qubits的相干时间是一个重要的步骤。它可能很短,但研究人员表示,他们的目标是通过修改Qubits的结构来解决这个问题,以及调查电子如何移动通过它们。

这项研究发表在杂志上自然纳米技术

来源:麻省理工学院

1条评论
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McDesign.
好的 - 解释量子计算机如何快速的两倍 - 我得到0,1,现在的0和1,但这只是两个 - 或1.5的一个倍数。为什么巨大的速度增加所称,不仅仅是双倍,或者也许,一个数量级?