FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь 2020
176 городов
September – November 2020
312 cities
09-11 октября 2020
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
ноябрь-декабрь 2018
МВДЦ «Сибирь»,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет
27-29 октября
Кампус ДВФУ, ВГУЭС
30 сентября - 1 октября
Ледовый каток «Родные города»
21-22 сентября 2018 года
ВКК "Белэкспоцентр"
9-10 ноября 2018 года
Мурманский областной Дворец Культуры
21-22 сентября 2019 года
22-23 октября 2019 года
29-30 ноября 2019 года
7-8 сентября 2019 года
27-29 сентября 2019 года
4-5 октября 2019 года
10-12 октября 2019 года

Физики провели неразрушающее измерение кубита в квантовой точке


public domain

Физики из Австралии и Японии впервые провели квантовое неразрушающее измерение кубита, который состоял из одного электрона в квантовой точке. Ученые показали, что надежность такого измерения составляет более 99,6 процентов. Статья опубликованав Nature Communications.

Существует множество платформ, на основе которых можно построить универсальный квантовый компьютер. Однако, у каждого подхода есть свои недостатки. Например, сверхпроводящие кубиты имеют небольшие времена когерентности по сравнению с другими реализациями, а из холодных атомов трудно построить большой квантовый компьютер.

Квантовые точки — перспективная реализация кубитов, но и они имеют множество проблем. Одна из них — качественное измерение кубитов, которое не разрушает квантовое состояние системы. В данном контексте кубитами считаются одиночные электроны в квантовых точках, а состояния 0 и 1 описываются электронным спином.

Ученые из Австралии и Японии под руководством профессора Сейго Таруча (Seigo Tarucha) из научного центра RIKEN предложили измерять кубит в квантовой точке с помощью другого электрона, запутанного с кубитом. Такая реализация позволяет долго сохранять состояние рабочего кубита, что необходимо, например, для реализации кодов коррекции ошибок.

Для проверки неразрушающего считывания физики поместили два электрона в квантовые точки из Si/SiGe — один из электронов использовался в качестве рабочего кубита, а другой в качестве анциллы для измерения. Связь кубитов ученые контролировали магнитным полем, которое создавал микромагнит на чипе.

 

Схема физической реализации двух кубитов, представляющих из себя два электрона, которые ученые поместили в квантовые точки.

J. Yoneda, et al. — Nature Communications 11, 1144 (2020)

 

Для того, чтобы использовать такое измерение в полноценных квантовых алгоритмах, необходимо проверить, что считывание состояния анциллы действительно не воздействует на рабочий кубит. Физики показали, что анциллу можно измерять более 30 раз прежде чем рабочий кубит портится. Такое количество измерений исходит из-за небольшого времени жизни кубита, а не из-за реализации измерения. Единичное считывание с помощью анциллы дает правильный результат с вероятностью 99,6 процентов.

Более того, используя совместное считывание анциллы и кубита, исследователи показали, что состояние двух электронов сильно коррелированы, что является необходимым условием для проведения квантового неразрушающего измерения.

 

Квантовая схема измерения: рабочий кубит запутывается с анциллой, и затем анцилла измеряется. Для проверки метода считывания ученые так же измеряли рабочий кубит и сравнивали результаты.

J. Yoneda, et al. — Nature Communications 11, 1144 (2020)

Совместные осцилляции Раби, которые указывают на то, что два кубита сильно коррелированы.

J. Yoneda, et al. — Nature Communications 11, 1144 (2020)

 

С помощью разработанного физиками измерения появляется возможность промерять четность состояний многих кубитов, что позволяет быстро узнавать состояние мультикубитной системы. В сочетании с качественными одно- и двухкубитными операциями такой способ извлечения информации открывает дорогу к созданию устойчивых к ошибкам квантовых компьютеров на основе квантовых точек.

Больше про квантовые компьютеры и вычисления вы можете узнать в нашей серии материалов «Квантовая азбука».

Михаил Перельштейн
 

Источник: N+1

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Другие статьи в этой рубрике

Графен в медицине

Ксения Рыкова для ПостНауки

Астрономы поймали длинный гамма-всплеск от взрыва далекой сверхновой

Астрономы смогли достоверно обнаружить новую пару сверхновая—гамма-всплеск в далекой галактике. Подобные открытия позволяют понять связь между этими катаклизмами и более детально разобраться в механизмах генерации гамма-всплесков.

Взрыв сверхновой разложили на этапы

Сверхновые звёзды — основной источник элементов жизни во Вселенной. Существование человечества и всего живого стало возможно благодаря тем химическим элементам, которые были получены в результате взрыва сверхновых звёзд.

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Банки, часы... и мосты

Швейцария известна своими надежными банками и наверное не менее надежными часами. Но строят там тоже неплохо. Вспомнить хотя бы знаменитый Чертов мост... Ведь три столетия простоял прежде чем рухнул.

Опубликованы результаты классификации китайского коронавируса

Материалы, которые навсегда изменили историю человечества

Место находки: Сентгабель, Верхняя Гаронна, Франция. // commons.wikimedia.org
 

Распределение материи и гамма-лучей указало на аннигиляцию темной материи

S. Ammazzalorso et al. / Physical Review Letters, 2020

Схема будущего