I fisici di Colonia scoprono un nuovo effetto super -leading per i computer quantistici!
I fisici di Colonia scoprono un nuovo effetto super -leading per i computer quantistici!
Köln, Deutschland - La ricerca nell'area dei computer quantistici ha fatto progressi significativi. I fisici dell'Università di Colonia hanno scoperto un effetto superconduttivo nei fili nano da isolatori topologici, che è considerato decisivo per il futuro dei bit quantistici stabili (Qubits). I risultati sono stati pubblicati sulla rivista specialistica "Nature Physics" e la prova della riflessione di Andreev incrociata (Crossed Andreev Reflection-Car) è un passo importante nello sviluppo di questa tecnologia. Il titolo dello studio è "la riflessione di Andreev incrociata a lungo raggio nei nanofili dell'isolatore topologico prossimizzato da un superconduttore" ed è stato realizzato dal Dr. Junya Feng e dal professor Dr. Yoichi Ando. Lo studio è stato scritto in collaborazione con l'Università di Basilea.
isolatori topologici (TI) si sono affermati come una base promettente per robusti bit quantistici basati sulle fermioni di Majorana. Le attuali tecnologie qubit sono spesso instabili e inclini a errori. Junya Feng è stato sviluppato un nuovo metodo per la produzione di fili nano realizzati di isolanti topologici, che crea una struttura più pulita e consente di indurre correlazioni superconduttivi in questi fili nano. Queste correlazioni sono essenziali per la creazione e il controllo delle fantasie di Majorana che costituiscono la base per i nuovi bit quantistici.
sfide e possibilità
Un problema centrale nello sviluppo di computer quantistici è l'instabilità delle tecnologie esistenti. L'attuale qubit si avvicina alla lotta con i tassi di errore che limitano gravemente le prestazioni dei computer quantistici. Con la scoperta della riflessione incrociata di Andreev, tuttavia, esiste un modo promettente per migliorare questo tasso di successo. Qui, un elettrone iniettato nel filo nano con un altro, per formare una coppia di cooperazione superconduttiva, che crea una correlazione superconduttiva di vasta portata.
Oltre al progresso dei fisici di Colonia, Microsoft ha recentemente introdotto Majorana 1, il primo processore quantistico al mondo che si basa sui qubit topologici. Questo processore è progettato in modo tale da consentire il ridimensionamento fino a un milione di qubit su un singolo chip. La tecnologia associata utilizza una combinazione di arsenuro di indio, semiconduttore e alluminio, un superconduttore per formare fili nano supercettili topologici con modalità MajorA (MZMS). Gli MZM servono a memorizzare informazioni quantistiche meccaniche e potrebbero rivoluzionare l'elaborazione quantistica.
la strada per la correzione degli errori
Nelle prime misurazioni del processore Majorana 1, è stato trovato un tasso di errore di soli 1 %, con l'obiettivo di ridurre ulteriormente questo numero. Il sistema mostra una notevole stabilità, con i disturbi dell'energia esterni raramente influenzano gli stati di qubit. Microsoft prevede di realizzare un prototipo di calcolo quantistico resistente agli errori nei prossimi anni e sta attivamente lavorando su un nuovo backend che semplifica la correzione degli errori attraverso gli impulsi digitali. Con lo sviluppo di un Tertron, un dispositivo a base singola, il passo successivo nella tabella di marcia è richiesto per un calcolo quantistico tollerante all'errore.
Insieme, gli sviluppi dell'Università di Colonia e dell'Università di Microsoft mostrano che i computer quantistici topologici hanno il potenziale per migliorare significativamente l'elaborazione delle informazioni quantistiche, che promette impulsi di vasta riduzione di aree come la scienza dei materiali, l'agricoltura e le scoperte chimiche. Le sfide nello stato attuale della tecnologia informatica quantistica potrebbero essere significativamente ridotte da questi nuovi approcci.
Ricercatori e sviluppatori in tutto il mondo non vedono l'ora di progressi nella tecnologia di elaborazione quantistica, mentre il lavoro significativo del cluster di eccellenza "materia e luce per informazioni quantistiche" (ML4Q) a Colonia, nonché gli sviluppi rivoluzionari di Microsoft Open New Horizons.
; "https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19792336/">> PubMed , nonché gli ultimi sviluppi di Microsoft sul loro blog Details