नई क्विट बिना ब्रेक के कमाई की

रूस, यूके और जर्मनी के वैज्ञानिकों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने एक वैकल्पिक qubit डिज़ाइन का प्रदर्शन किया है जिसका उपयोग क्वांटम कंप्यूटर बनाने के लिए किया जा सकता है। इस डिजाइन का मुख्य तत्व सुपरकंडक्टर नैनो-वायर हैं। पहले से ही पहले प्रयोगों में, एक नया सुपरकंडक्टिंग qubit जोसेफसन जंक्शनों पर निर्मित पारंपरिक qubits से ज्यादा खराब साबित नहीं हुआ।



स्कीम और एक नई क्विट की ड्राइंग

रूसी क्वांटम केंद्र और NUST MISiS (रूस), लंदन विश्वविद्यालय और टेगिंगटन (ग्रेट ब्रिटेन) में नेशनल फिजिकल लेबोरेटरी, कार्ल्स्रुहे विश्वविद्यालय और फोटॉन टेक्नोलॉजीज (जर्मनी) के संस्थान के साथ-साथ मास्को इंस्टीट्यूट ऑफ फिजिक्स एंड टेक्नोलॉजी एंड स्कोटेक (रूस) के वैज्ञानिकों का सहयोग एक मौलिक रूप से नई महत्वाकांक्षा बनाने में कामयाब रहा। जोसेफसन जंक्शन पर आधारित नहीं है, जो एक सुपरकंडक्टर में एक असंतोष है, लेकिन एक निरंतर सुपरकंडक्टिंग नैनो-तार पर। प्रकृति भौतिकी में प्रकाशित शोधकर्ता।

वैज्ञानिक एक क्वांटम कंप्यूटर की महान उपलब्धियों की भविष्यवाणी करते हैं। इसकी नींव में निर्धारित गणना का सिद्धांत अब भी अत्यंत जटिल समस्याओं को हल करने की अनुमति देता है। यद्यपि एक सार्वभौमिक क्वांटम कंप्यूटर खुद अभी तक नहीं बना है, लेकिन शोधकर्ता पहले से ही रासायनिक यौगिकों और सामग्रियों को क्विबेट के साथ अनुकरण कर सकते हैं। इसलिए, कई वैज्ञानिक समूह एक क्वांटम कंप्यूटर के तत्वों को बेहतर बनाने पर काम कर रहे हैं। क्वांटम कंप्यूटर की मुख्य कंप्यूटिंग सेल का अध्ययन और सुधार करने के लिए विशेष रूप से कड़ी मेहनत की जा रही है।

क्वैबिट बनाने के लिए कई दृष्टिकोण हैं। उदाहरण के लिए, ऑप्टिकल रेंज में काम कर रहे क्वैबिट बनाए गए हैं। हालांकि, वे स्केल करने में मुश्किल हैं, रेडियो रेंज में संचालित सुपरकंडक्टर्स पर qubits के विपरीत और तथाकथित जोसेफसन जंक्शनों पर आधारित हैं। प्रत्येक ऐसा संक्रमण एक सुपरकंडक्टर का टूटना है, या बल्कि, एक ढांकता हुआ परत जिसके माध्यम से इलेक्ट्रॉनों की सुरंग है।
नई qubit क्वांटम चरण के फिसलन के प्रभाव पर आधारित है - आवधिक विनाश और एक अल्ट्राथिन (लगभग 4 एनएम मोटी) नैनो-तार में सुपरकंडक्टिविटी की बहाली, जो सामान्य अवस्था में एक उच्च प्रतिरोध है। पहली बार, इस प्रभाव, सिद्धांत में भविष्यवाणी की गई थी, इस काम के प्रमुख, ओलेग एस्टाफ़ेव द्वारा प्रयोगात्मक रूप से देखा गया था, अब वह रूस में एमआईपीटी में कृत्रिम क्वांटम सिस्टम की प्रयोगशाला के प्रमुख हैं और लंदन विश्वविद्यालय में प्रोफेसर हैं और यूके में टेडिंगटन में नेशनल फिजिकल लेबोरेटरी हैं। उनका अग्रणी काम 2012 में नेचर पत्रिका में प्रकाशित हुआ था।



प्रोफेसर एलेक्सी उस्तीनोव

नए काम के लेखकों में से एक के अनुसार, अलेक्सई उस्तीनोव, जो रूस में एक आरसीसी समूह का नेतृत्व करता है और एनआईटीयू एमआईएसआईएस की सुपरकंडक्टिंग मेटामेट्रिक्स प्रयोगशाला चलाता है, और जर्मनी में कार्ल्सट्रू इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में एक प्रोफेसर है, अब एक नए प्रकार के सुपरकंडक्टिंग डिवाइस बनाने में सफल रहा है, जो SQUID SIDID के समान है। सुपरकंडक्टिंग क्वांटम इंटरफेरेंस डिवाइस - "सुपरकंडक्टिंग क्वांटम इंटरफेरोमीटर", जोसेफसन जंक्शनों पर आधारित एक सुपर-संवेदनशील मैग्नेटोमीटर)। केवल एक चुंबकीय क्षेत्र के बजाय, एक नए उपकरण में हस्तक्षेप एक विद्युत क्षेत्र के कारण होता है जो दो नैनो-तारों के बीच एक द्वीप पर विद्युत चार्ज को बदलता है। ये तार उपकरण में जोसेफसन जंक्शनों की भूमिका निभाते हैं, जबकि उन्हें बंद करने की आवश्यकता नहीं होती है और यह सुपरकंडक्टर की एक परत से बना हो सकता है। जैसा कि अलेक्सई उस्तीनोव ने उल्लेख किया है, इस काम में हम यह दिखाने में सक्षम थे कि यह प्रणाली चार्ज इंटरफेरोमीटर के रूप में काम कर सकती है। "यदि आप तार को दो खंडों में विभाजित करते हैं, तो केंद्र में एक मोटा होना है, तो शटर द्वारा मोटा होने पर चार्ज को बदलना, आप वास्तव में, समय-समय पर तार के माध्यम से चुंबकीय क्वांटा की क्वांटम टनलिंग की प्रक्रिया को संशोधित कर सकते हैं, जो इस काम में मनाया जाता है।" यह एक महत्वपूर्ण बिंदु है जो साबित करता है कि प्रभाव नियंत्रणीय और सुसंगत है, और यह कि इसका उपयोग नई पीढ़ी के क्वेट बनाने के लिए किया जा सकता है।

SQUID प्रौद्योगिकियों ने पहले से ही अपने आवेदन को कई मेडिकल स्कैनिंग उपकरणों, जैसे कि मैग्नेटोकार्डियोग्राफ़्स और मैग्नेटोएन्सेफ़लोग्राफ्स, उन उपकरणों में पाया है जो परमाणु चुंबकीय अनुनाद को कैप्चर करते हैं, साथ ही साथ रॉक अन्वेषण के भूभौतिकीय और pogogeological तरीकों में भी। इसलिए, यह संभव है कि दोहरे प्रभार वाले SQUID न केवल क्वांटम कंप्यूटरों की दुनिया में गंभीर बदलाव ला सकते हैं।

प्रोफेसर उस्तीनोव के अनुसार, वैज्ञानिकों को अभी भी एक नए क्वेट के काम का अध्ययन करने से संबंधित कई मौलिक कार्यों का सामना करना पड़ता है। हालाँकि, अब यह स्पष्ट हो गया है कि हम ऐसे क्वबिट्स के बारे में बात कर रहे हैं जिनकी कोई कम (और शायद अधिक) कार्यक्षमता नहीं है, लेकिन निर्माण के लिए बहुत सरल हैं। “अब मुख्य साज़िश यह है कि क्या इस सिद्धांत पर सुपरकंडक्टिंग इलेक्ट्रॉनिक्स के तत्वों का पूरा सेट बनाना संभव है। - प्रख्यात प्रोफेसर उस्तीनोव। - हमें जो उपकरण प्राप्त हुआ है, सिद्धांत रूप में, एक इलेक्ट्रोमीटर है और एक सुपरकंडक्टर के द्वीप पर प्रेरित चार्ज को एक इलेक्ट्रॉन के चार्ज से हजारों गुना छोटे त्रुटि से मापता है। हम इसे उच्चतम सटीकता के साथ नियंत्रित कर सकते हैं, क्योंकि यह शुल्क निर्धारित नहीं है, लेकिन प्रेरित है। "

“अब हम कार्ल्सरुहे में मेरे समूह में चरण पर्ची के सिद्धांत पर क्वैब का अध्ययन कर रहे हैं, और हम उन पर मिलने वाले सुसंगतता आश्चर्यजनक रूप से उच्च हैं। - प्रोफेसर उस्तीनोव कहते हैं। - अब तक वे सामान्य क्वाइबेट्स की तुलना में बहुत बड़े नहीं हैं, लेकिन हमने अभी काम करना शुरू किया है, और एक मौका है कि वे बड़े होंगे। उदाहरण के लिए, अभी भी क्वैबिट में दोषों का एक महत्वपूर्ण विषय है - हमने हाल ही में इस पर Google से अनुदान प्राप्त किया है - ये दोष ढांकता हुआ में, जोसेफसन जंक्शन के सुरंग अवरोध में उत्पन्न होते हैं। दोष इस तथ्य के कारण उत्साहित हैं कि इस क्षेत्र में बड़े विद्युत क्षेत्र हैं, व्यावहारिक रूप से सभी वोल्टेज 2 एनएम के पैमाने पर गिरते हैं। यदि हम कल्पना करते हैं कि एक ही बूंद एक सजातीय तार में होती है, और यह ज्ञात नहीं है कि, सुपरकंडक्टर भर में एक समान "धब्बा" में, तो यहां उत्पन्न होने वाले क्षेत्र बहुत छोटे हैं। इसका मतलब यह है कि दोष जो कि qubit की सामग्री में हैं, सबसे अधिक संभावना है, यहां दिखाई नहीं देंगे। और इसका मतलब यह है कि हम एक उच्च सुसंगत समय के साथ क्विबेट प्राप्त कर सकते हैं, जो कि क्वांटम की मुख्य समस्याओं में से एक का सामना करने में मदद करेगा - उनके क्वांटम "जीवन" का बहुत लंबा समय नहीं।