磁场中的量子计算用于更多量子位的新离子陷阱

  • 发布时间:2024-03-18 16:32:12 来源:
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导读 考虑到紧凑性和可扩展性,一种控制离子的新方法应该能够实现更大、更高效的量子计算机。此外,还可以在有限的区域内实现铍离子自旋的完全移...

考虑到紧凑性和可扩展性,一种控制离子的新方法应该能够实现更大、更高效的量子计算机。此外,还可以在有限的区域内实现铍离子自旋的完全移动和控制。

苏黎世联邦理工学院的一个研究小组已经解决了当前量子计算机的局限性。最大的挑战之一是扩展到超过100个量子位。目前只有一些具有数百个量子位的模型得到实际使用。还有超过一千个量子位的设置,例如德国尤利希研究中心,但他们尚未能够真正展示自己的能力。

为了解决这个问题,研究人员选择了一种尽可能稳定且可以相对较少的努力构建的方法。具有射电辐射的离子陷阱可以保持稳定的量子态,因此被认为是有前途的。

然而,每个陷阱都需要空间,最终代表一个量子位。无线电辐射源需要大量能量。电路之间的干扰以及对特殊材料的需求也会增加成本、增加能耗并降低效率。

这可以通过离子阱来解决,该离子阱使用强度为3特斯拉的磁场而不是无线电辐射。该值在典型磁共振断层扫描仪的范围内,即相当高。尽管如此,以这种方式构建的陷阱应该非常紧凑。下一步是将几个相似的结构组合成一个更复杂的电路。

进一步证明了该方法的优点。除此之外,与无线电辐射相比,整个离子阱的磁场同样强。这可以更好地控制离子。例如,研究小组能够在几微米大小的区域上移动单个铍离子。表面上可能有超过100个不同的位置。

由于灵活的定位,离子阱的许多其他可能的应用都是可以想象的。也许有一天,量子计算机在可接受的条件(尺寸、效率)下,将带来长期承诺的功能(真正的高性能)。

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