JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

Princetonin yliopiston johtama työryhmä on luonut olennaisen osan, jolla toteuttaa kvanttitietokone jokapäiväisestä materiaalista eli piistä. Tutkijaryhmä rakensi hilan, joka ohjaa elektronien välisiä vuorovaikutuksia tavalla, joka sallii niiden toimivan kvanttibittien eli kubittien muodossa.

Piipohjaiset kvanttilaitteet käyttävät elektronien spiniä informaation koodaamiseen. Hyvin toimivan spinpohjaisen kvanttilaitteen toteuttamista on vaikeuttanut spintilojen epävakaisuus - ne kääntyvät helposti ylös, alas tai päinvastoin, ellei niitä voida pitää eristettynä hyvin puhtaassa ympäristössä.

Princetonin Quantum Device Nanofabrication Laboratoryn tutkijoiden piistä rakentama kvanttilaite pystyi pitämään spinit yhtenäisenä - eli kvanttitiloissaan - suhteellisen pitkiä aikoja.

Kaksikubittisen hilan rakentamiseksi tutkijat kerrostivat pieniä alumiinilankoja hyvin järjestyneeseen piikiteeseen. Johtimien jännitteillä ansoitettiin kaksi yksittäistä elektronia, jotka erotetaan toisistaan energiaesteellä, hyvin samanlaisella rakenteella, jota kutsutaan kaksoiskvanttipisteeksi.

Energiaestettä tilapäisesti alentamalla tutkijat antavat elektronien jakaa kvantti-informaation, joka luo lomittumisen. Sitten nämä ansoittuneet ja lomittuneet elektronit ovat valmiina käytettäväksi kubitteina.

Tutkijat käyttivät ensimmäistä kubittia hallitsemaan toista kubittia, mikä tarkoittaa, että rakenne toimi hallittuna NOT (CNOT) -porttina, joka on yleisesti käytetyn tietokonepiirikomponentin kvanttiversio. Hila tuottaa tuloksen ensimmäisen kubitin tilan perusteella ja sen tilaa ohjataan magneettikentällä: Jos ensimmäinen spin on ylöspäin, niin toisen qubitin spin vaihtuu, mutta jos ensimmäinen spin on alaspäin, toisen ei muutu.

Tutkijat pystyivät ylläpitämään elektronien spinin kvanttitiloissaan yli 99 prosentin ajan ja että portti toimii luotettavasti toisen kubitin spinin vaihtamiseksi noin 75 prosentilla ajasta.

- Haasteena työssä on se, että on erittäin vaikeaa rakentaa keinotekoisia rakenteita, jotka ovat tarpeeksi pieniä yksittäisten elektronien ansoittamiseksi ja hallitsemiseksi tuhoamatta niiden pitkiä säilytysaikoja. Tämä on ensimmäinen osoitus siitä, että kahden elektronin spinin lomittumisesta piimateriaalilla, joka tunnetaan yhtenä puhtaimmista ympäristöistä tuottamaan elektronien spintiloja, toteaa Princetonin fysiikan jatko-opiskelija David Zajac.

Veijo Hänninen

Nanobittejä 14.12.2017

 
 

Pelottaako kuvien varmuuskopiointi verkkoon? Harkitse omaa pilveä

Viime vuonna otettiin huikeat 1,2 biljoonaa eli 1200 miljardia digitaalista valokuvaa1, joista noin 85 prosenttia älypuhelimilla. Kuvat säilyttävät muistojamme, jotta voimme palata myöhemmin niihin hetkiin, jotka muovaavat elämäämme ja kertovat tarinoitamme perheellemme ja ystävillemme. Puhelimen kadottaminen saattaa kuitenkin tarkoittaa myös näiden arvokkaiden muistojen hukkaamista. Niinpä on ehdottoman tärkeää varmistaa, että niistä on varmuuskopio.

Lue lisää...

IoT-suunnittelusta demokraattisempaa – avoimen koodin korteilla ja yhteisöjen tuella

Avoimen koodin ohjelmistojen rinnalle ovat tulossa avoimen koodin laitteistot ja kortit. Niiden ja suunnittelijayhteisöjen avulla yhä useampi rakentelija voi saada IoT-suunnittelunsa valmiiksi tuotteeksi asti.

Lue lisää...
 
ETN_fi Langaton anturi kertoo betonin kosteuden https://t.co/QF085IazLJ @MatoEngineering @japikas @FinnBuild
ETN_fi Phoenix Contact ostaa kaksi saksalaista yritystä: SKS Kontakttechnik keskittyy sähkömekaniikkaan, Pulsotronic GmbH… https://t.co/AfQDWxGQ6x
ETN_fi First truly black solar modules roll off industrial production line @AaltoUniversity https://t.co/ym11lOA2lL
ETN_fi Telian toimitusjohtaja: 5G-datassa kokeillaan uusia hintamalleja https://t.co/we8ryxGl4D @teliafinland
 
 

ny template