How Quantum Computers Break Encryption | Shor's Algorithm Explained
Kärnan i kvantdator är möjligheten för så kallade "qubits" eller de atomära byggstenarna i kvantdatorer att bevara mer än ett fysiskt tillstånd samtidigt. Känd som överlagring, det är vad som ger kvantdatorer sin spännande potential.
Superposition kan vara en riktig björn att behålla, men denna vecka meddelade MIT-forskare ett nytt tillvägagångssätt utvecklat med syntetiska diamanter. Så småningom kan den sätta pålitliga, fungerande kvantdatorer inom närmare räckvidd.
En del av utmaningen som är inneboende i kvantdatorer är att upprätthålla stabilitet. På många andra områden som uppnås via feedbackkontroll: Med en önskad stat i åtanke mäter forskare nuvarande tillstånd och gör justeringar som behövs för att hålla systemet i linje.
Problemet i kvantvärlden är den mätningen - en nödvändig en del av den processen - förstör superpositionen. Så inom detta område måste forskare traditionellt göra utan de återkopplingar som de annars skulle lita på.
Den nya forskningen beskriver ett återkopplingsstyrningssystem för att behålla kvantuppsättning som inte kräver mätning. Istället använder den det som kallas kväve-ledigt centrum i en diamant.
"I stället för att ha en klassisk kontroller för att implementera feedbacken använder vi nu en kvantkontrollant", säger Paola Cappellaro, Esther och Harold Edgerton docent av kärnvetenskap och teknik vid MIT. "Eftersom regulatorn är kvant, behöver jag inte göra en mätning för att veta vad som händer."
En ren diamant består av kolatomer arrangerade i en vanlig gitterstruktur. Om en koldioxidkärna saknas från gallret där man normalt skulle existera, betraktas det som en ledighet. Om en kväveatom tar platsen för en kolatom i gallret i en position som ligger intill en ledig plats, är det känt som ett centrum för kvävebebyggelse (NV).
När det utsätts för ett starkt magnetfält - i det här fallet , en permanent magnet placerad ovanför diamanten - en NV-centrets elektroniska snurrning kan vara upp, ner eller en kvanta superposition av de två. Där ligger värdet för kvantkalkylering.
Först sätter en dos mikrovågor NV-centrets elektroniska snurrning i superposition. Därefter sätter en explosion av radiofrekvensstrålning kvävekärnan i ett specificerat spinn tillstånd. En andra, lägre effektdos av mikrovågor "försvinner" kvävekärnans och NV-centrets snurrar, så att de blir beroende av varandra.
Vid den tidpunkten kunde NV Qubit arbeta tillsammans med andra qubits för att utföra en beräkning, men forskarna administrerade också ytterligare mikrovågsexponeringar för att testa om fel.
Bottom line? Systemet möjliggjorde en NV-centerkvantbit för att stanna i superposition ca 1000 gånger så länge som det annars skulle. Det betyder i sin tur att arbetskvantumdatorer kan vara närmare än vad vi hittills har tänkt.
Ett papper som beskriver arbetet publicerades i veckan i tidskriften Nature.
Diamanter kan vara quantum computing s nya bästa vän
MIT forskare har tillkännagivit ett nytt tillvägagångssätt som använder diamanter för att lösa ett knepigt problem med kvantdatorer.
Quantum computing, här kommer vi: En kvartals databuss kan snart vara möjlig.
Transport av information från en plats till en annan är en viktig del av någon datorplattform, och nu har forskare funderat på ett sätt att göra det möjligt i quantumvärlden.
