Skan kā fantastika, bet Krievijas zinātniekiem izdevās “sajaukt” divus elektronus kvantu punktu sistēmā. Tas nav vienkārši skaists triks — šis atklājums paver ceļu uz jaunas, jaudīgākas arhitektūras kvantu datoru izveidi.
Satura rādītājs
Kad viena elektrona vairs nepietiek
Agrāk, lai izveidotu kubitus — kvantu datoru pamatu — izmantoja vienu elektronu, kas atradās divu stāvokļu superpozīcijā. To novietoja divās saistītās kvantu punktos, kas līdzinās enerģētiskām bedrēm. Elektrons it kā “izsmērējās” starp tām un noteikti lokalizējās tikai mērīšanas brīdī.
Daudz sarežģītāk ir strādāt ar vairākām daļiņām
Zinātnieki no FTI RAN un MFTI devās tālāk: viņi kvantu sistēmā palaida uzreiz divus elektronus un panāca kvantu saistību starp tiem. Tas ir sākums kubitu radīšanai — vairāk “izlādētiem” kubitu analogiem, kas spēj uzglabāt un apstrādāt daudz vairāk informācijas.
“Izmantojot divu elektronu piemēru, mēs atrisinājām problēmas, kas rodas, aplūkojot identiskas mijiedarbībā esošas daļiņas…”, — paskaidroja Leonīds Fedickins, NIKS, MFTF direktora vietnieks.
Kuditi: 100 000 reizes jaudīgāki par ierastajiem bitiem
Atmiņa no n kuditiem ar četriem stāvokļiem katrā (tā saucamie kukuadriti) var uzglabāt 4⁁ mainīgos. Salīdzinājumam, parastā atmiņa no n bitiem — tikai n. Rezultāts — simtiem tūkstošu reižu lielāka atšķirība!
Kā elektroni “sapinas”
Ideja balstās uz vienādi lādētu daļiņu atgrūšanu. Elektroni, klīstot pa kvantu punktu gredzenu, dabiski mijiedarbojas, radot saistības stāvokli. Turklāt, kā tas neparasti, neliela trokšņa pievienošana veicina šādas struktūras stabilitāti.
Zinātnieki aprēķināja un atšķīra patiesu saistību no viltus (kas rodas starp mijiedarbībā neiesaistītām daļiņām), parādot, ka sistēma darbojas pat traucējumu klātbūtnē. Viņi testēja variantus ar 6, 8, 10 un 12 punktiem un ieguva stabilas daudzpunktu struktūras.
Kāpēc tas ir svarīgi
Mūsdienu kvantu datori saskaras ar galveno problēmu: nav iespējams droši savienot lielu skaitu kubitu. Taču tieši tas ir nepieciešams, lai risinātu praktiskas problēmas — no šifru uzlaušanas līdz zāļu un saules bateriju modelēšanai.
Krievijas fiziķu darbs mūs tuvinā brīdim, kad kvantu aprēķini vairs nebūs laboratorijas retums. Jā, kvantu dators nav visvarens, bet tur, kur to patiešām var izmantot, laika ietaupījums var sasniegt tūkstošiem gadu.
