Kuantum bilgi işlem için nötr atom dizisi mimarisi, son birkaç yılda hızla ilerliyor ve yakın zamanda yayınlanan bir çalışma Doğa Bu teknoloji için ileri bir adım daha ortaya koydu. Bu çalışmaya katılan Harvard araştırmacıları ekibi, iki saatten fazla sürekli çalışabilen 3.000 kantlu nötr atom dizisi sistemi tasarladı, bu da sadece yaklaşık 60 saniyelik tipik tuzak ömrünün çok ötesine geçti.
Tipik olarak, nötr atom dizisi sistemleri, optik cımbız adı verilen yüksek oranda odaklanmış lazer ışınları kullanan bir dizide Rubidyum gibi nötr atomları düzenler. Bireysel atomlar vakum koşulları altında düzenlenir ve tutulur ve daha sonra kuantum bilgi işlem ve diğer işlemleri gerçekleştirmek için kubit olarak kullanılır. Bununla birlikte, prosedür bazı atomların kaybına neden olur.
“Bu sistemlerle ilişkili olağanüstü bir zorluk, atom kaybını, karışıklık operasyonlarındaki hatalardan kaynaklanan, devlet okuması ve sonlu tuzak ömrünü içerir. Atom kayıpları, kuantum hesaplamanın devre derinliği, atomik saatlerin doğruluğu ve çalışma oranı, araştırmalarda açıklanan bu kuantum sistemlerinin performansını sınırlayan nabız operasyonunu gerektirir.
Ekibin yeni sistemi artık darbeli işlem gerektirmiyor. Bunun yerine, soğuk atom rezervuarlarını bir bilim bölgesine taşımak için çift optik kafes konveyör bant benzeri bir sistem kullanır. Orada, atomlar saniyede 300.000 atom yeniden yükleme hızında optik cımbızlara yerleştirilir, daha sonra saniyede 30.000 kek başlatılır, bu da 3.000 atom dizisini sürekli olarak yenilemek için kullanılır. Ekip, süperpozisyon devletlerindeki kubitler de dahil olmak üzere kubit tutarlılığı ve polarizasyonunu korurken, bu oranı iki saatten fazla sürdürebildi.
Bu sistem, atomlar değiştirilse bile bilginin korunmasına izin verir, çünkü bilgi yeni atom dizisine aktarılır.
Bu yeni başarılar etkileyici olsa da, ekip sistemin daha da geliştirilebileceğine inanıyor. Yeniden yükleme oranları, AI ve alan programlanabilir kapı dizileri (FPGA’lar) yardımıyla okuma ve yeniden düzenlemeyi optimize ederek potansiyel olarak geliştirilebilir ve bu da bunları beş kat daha hızlı hale getirir. Ayrıca daha büyük dizilerin ve daha uzun çalışma sürelerinin gelişmiş optik ve stabilizasyon ile mümkün olduğunu söylüyorlar.
“Buna ek olarak, mevcut deneyler iki saatten fazla süredir sürekli çalışma gösterirken, çok daha uzun operasyon elde etmek SLM-AOD cweezer örtüşme veya otomatik ışın hizalama prosedürlerinin aktif stabilizasyonundan yararlanacaktır.
“Son olarak, daha yüksek güçlü tuzak lazerleri ve metasurfaces gibi yüksek verimli kırılgan optikler, on binlerce atomik kubitin sürekli çalışmasını destekleyerek depolama ve hazırlık bölgesi boyutunu ölçeklendirmek için hemen dağıtılabilir.” Diyorlar.
Bunun gibi ilerlemeler, daha yüksek stabilite ve bant genişliğine sahip atomik saatler ve kuantum sensörleri gibi sürekli çalıştıran şeylerin mühendisliğini artırmanın yanı sıra daha hızlı, daha güvenilir kuantum ağ ve dolaşma dağılımı sağlayabilir.
Yazarımız Krystal Kasal tarafından yazılmış, Lisa Lock tarafından düzenlenen ve Robert Egan tarafından gerçekleştirilmiş ve gözden geçirilen bu makale dikkatli insan çalışmasının sonucudur. Bağımsız bilim gazeteciliğini canlı tutmak için sizin gibi okuyuculara güveniyoruz. Bu raporlama sizin için önemliyse, lütfen bir bağış (özellikle aylık) düşünün. Alacaksın reklamsız bir teşekkür olarak hesap.
