Новый датчик решит проблемы создания квантового компьютера

 


Один из подходов предполагает применение сверхпроводимых элементов, которые находятся в условиях, близких к абсолютному нулю (-273°С), они могут вести себя подобно искусственным атомам (наноблокам, в которых электроны находятся на определенных дискретных энергетических уровнях). Но традиционные методики определения свойств атомов и молекул не всегда могут быть легко применены к искусственным атомам. И теперь появился способ заполнить этот пробел.

Характеристика энергетических уровней является фундаментом для понимания и построения любого устройства на атомном уровне. Ньютон показал, что солнечный свет может быть рассредоточен в спектр цветов, где каждый цвет представляет различный уровень энергии. Это вытекает из анализа того, что атом реагирует на различные частоты света и других электромагнитных излучений — методика известна как спектроскопия. Но искусственные атомы имеют энергетические уровни, соответствующие широкому диапазону частот — от десятков до сотен гигагерц. Что делает использование спектроскопии дорогим и сложным.

Ученые Массачусетского технологического института разработали дополнительный метод, названный амплитудной спектроскопией. Он позволяет характеризовать квантовые объекты в широких частотных диапазонах. Более глубокое понимание сверхпроводящих структур способно ускорить развитие квантового компьютера. Каждый искусственный атом может функционировать в качестве кубита (qubit), который может находиться в различных энергетических состояниях одновременно. Что означает отсутствие четких положений 1 и 0, будет иметь место сочетание двух состояний.

Амплитудная спектроскопия собирает информацию о сверхпроводящем искусственном атоме с помощью исследования реакции на воздействие одной фиксированной частоты. Датчик заставляет атом совершать энергетические переходы. Корректировка амплитуды источника постоянной частоты обеспечивает практически бесконечное число переходов атомов между энергетическими уровнями. В ответ на излучение искусственного атома датчик выдает интерференционные изображения. Для каждого уровня энергии они имеют свой вид, играя роль своеобразных отпечатков пальцев.


Источник: CNews.ru