Έως τώρα ήταν αδύνατο να «μιλήσουν» μεταξύ τους δύο κβαντικά bits.

Ερευνητές στην Αυστραλία κατασκεύασαν για πρώτη φορά ένα κβαντικό ολοκληρωμένο κύκλωμα (λογική πύλη) σε πυρίτιο, καθιστώντας δυνατούς τους υπολογισμούς ανάμεσα σε δύο κβαντικά bits πληροφοριών.

Έως τώρα ήταν αδύνατο να «μιλήσουν» μεταξύ τους δύο κβαντικά bits πυριτίου και έτσι να δημιουργηθεί μια λογική πύλη, αλλά για πρώτη φορά αυτό επιτεύχθηκε. Στο παρελθόν είχαν επιτευχθεί κβαντικοί υπολογισμοί αλλά όχι σε πυρίτιο, το ευρέως χρησιμοποιούμενο σήμερα υλικό για τους επεξεργαστές.

Πρόκειται για ένα σημαντικό επίτευγμα, που χαιρετίστηκε ότι «αλλάζει τους όρους του παιγνιδιού» και φέρνει ακόμη πιο κοντά την υλοποίηση κανονικών κβαντικών υπολογιστών, που θα εκτελούν υπολογισμούς με αστραπιαία ταχύτητα.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της Νέας Νότιας Ουαλίας στο Σίδνεϊ, με επικεφαλής τον καθηγητή 'Αντριου Τζούρακ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Nature", τόνισαν ότι η δημιουργία μιας λογικής πύλης δύο κβαντικών bits (qubits), που αποτελεί το θεμέλιο ενός κβαντικού υπολογιστή, έγινε στο παραδοσιακό υλικό του πυριτίου και όχι σε κάποιο άλλο «εξωτικό» υλικό.

«Αυτό καθιστά την κατασκευή ενός κβαντικού υπολογιστή πολύ πιο εφικτή, καθώς θα βασίζεται πλέον στην ίδια βιομηχανική τεχνολογία με τους σημερινούς υπολογιστές», δήλωσε ο Τζούρακ.

Οι αυστραλοί ερευνητές μετέτρεψαν τα τρανζίστορ ενός συμβατικού τσιπ πυριτίου σε κβαντικά bits. Κάθε τσιπ πυριτίου σε ένα «έξυπνο» κινητό ή σε έναν υπολογιστή-ταμπλέτα περιέχει περίπου ένα δισεκατομμύριο τρανζίστορ και κάθε τρανζίστορ έχει μέγεθος λιγότερο από 100 νανόμετρα (δισεκατομμυριοστά του μέτρου). Οι ερευνητές «μεταμόρφωσαν» αυτά τα τρανζίστορ σε κβαντικά bits, αποθηκεύοντας κάθε qubit μέσα σε ένα παραδοσιακό τρανζίστορ.

Μετά και το νέο βήμα, ουσιαστικά όλοι οι φυσικοί «θεμέλιοι λίθοι» για ένα κβαντικό υπολογιστή με βάση το πυρίτιο έχουν πλέον κατασκευαστεί με επιτυχία. Ανοίγει έτσι ο δρόμος για τους μηχανικούς υπολογιστών να σχεδιάσουν και να φτιάξουν έναν ολοκληρωμένο και λειτουργικό κβαντικό υπολογιστή. Ήδη η ομάδα του Τζούρακ αναζητά τον κατάλληλο εταίρο στην ηλεκτρονική βιομηχανία.

 [Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]

Source: [Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]

Αυστραλοί ερευνητές από το University of New South Wales (UNSW) κατάφεραν πρόσφατα να κατασκευάσουν για πρώτη φορά ένα από τα βασικά δομικά στοιχεία ενός κβαντικού υπολογιστή χρησιμοποιώντας πυρίτιο.
Συγκεκριμένα, πέτυχαν να δημιουργήσουν μια κβαντική λογική πύλη CNOT, που είναι αναπόσπαστο μέρος οποιουδήποτε κβαντικού κυκλώματος. Το επίτευγμά τους ανοίγει το δρόμο για τη χρήση παγιωμένων βιομηχανικών τεχνικών λιθογραφίας πυριτίου για την κατασκευή κυκλωμάτων που μέχρι σήμερα απαιτούσαν εξωτικά υλικά και απαγορευτικά χαμηλές θερμοκρασίες για να λειτουργήσουν.

Η νέα δημοσίευσή τους στο έγκριτο επιστημονικό περιοδικό Nature ισχυρίζονται ότι περιγράφει μια μέθοδο με την οποία μια παραδοσιακή μονάδα λιθογραφίας πυριτίου θα μπορεί σε μερικά χρόνια να κατασκευάσει ένα κύκλωμα χιλιάδων ή εκατομμυρίων qubit –το κβαντικό ανάλογο του κλασσικού bit.

Η πειραματική λογική πύλη που κατασκεύασαν χρησιμοποιεί δύο παραδοσιακά τρανζίστορ, τα οποία έχουν μετατρέψει ώστε να κατακρατούν ένα μοναδικό ηλεκτρόνιο το καθένα. Η ιδιοστροφορμή του κάθε ηλεκτρονίου (σπιν) ερμηνεύεται ως 0 ή 1, ενώ οι ερευνητές χρησιμοποιούν ένα εξωτερικό πεδίο μικροκυματικής ακτινοβολίας για να ελέγχουν την αλληλεπίδραση μεταξύ των δύο σωματιδίων. Με αυτόν τον τρόπο, πετυχαίνουν να αλλάζουν την κατάσταση του ενός ηλεκτρονίου σύμφωνα με την τιμή σπιν του διπλανού του.


Όπως περιγράφει ο επικεφαλής της ομάδας: «Στη δική μας περίπτωση, το εξαρτημένο qubit αλλάζει σπιν εάν το qubit ελέγχου σημαδεύει κάτω. Αν σημαδεύει επάνω, το εξαρτημένο qubit μένει ως έχει».

Παρότι και αυτή η υλοποίηση απαιτεί θερμοκρασία -272° C, τουλάχιστον προσπερνά το εμπόδιο της χρήσης πιο εξωτικών υλικών και φέρνει και πάλι στο προσκήνιο τεχνικές που χρησιμοποιούνται από τη βιομηχανία ημιαγωγών για δεκαετίες.

Οπότε, αν τελικά μέσα στα επόμενα χρόνια επιβεβαιωθεί η πρόβλεψή τους για την επεκτασιμότητα αυτής της τεχνικής, μπορεί πριν το 2030 να είναι εφικτή η κατασκευή κβαντικών υπολογιστών με αρκετή επεξεργαστική ισχύ για να χειριστούν περισσότερα bits πληροφορίας από όσα άτομα υπάρχουν στο σύμπαν.

 [Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]

Source: [Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]