Οι κβαντικοί υπολογιστές έρχονται ένα βήμα πιο κοντά στην πραγματικότητα

Πηγή: Reyters, 7 Ιουλίου 2006

Ερευνητές υποστηρίζουν ότι έχουν αναπτύξει μια νέα ηλεκτρομαγνητική παγίδα για τα ιόντα, τα οποία όπως λένε μπορούν να παραχθούν με ευκολία και κατά μαζικό τρόπο, με σκοπό να καταστήσουν τους κβαντικούς υπολογιστές αρκετά μεγάλους για πρακτικούς σκοπούς.

Φυσικοί από το Εθνικό Ίδρυμα Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST), που εργάστηκαν στο πρόγραμμα, είπαν ότι η έρευνά τους θα μπορούσε να βοηθήσει στην υπερνίκηση του πιο σημαντικού εμποδίου για την οικοδόμηση ενός λειτουργικού κβαντικού υπολογιστή, με το να μεγεθύνουν υπό κλίμακα τα συστατικά και τις διαδικασίες που με επιτυχία έχουν επιδειχθεί ξεχωριστά.

Οι κβαντικοί υπολογιστές θα μπορούσαν να εκμεταλλευτούν την ασυνήθιστη συμπεριφορά των μικρότερων σωματιδίων της ύλης και του φωτός και να λύσουν ορισμένα δύσκολα προβλήματα, όπως το σπάσιμο των κωδικών κρυπτογράφησης ή την έρευνα μεγάλων βάσεων δεδομένων, πολύ γρηγορότερα από τους συμβατικούς υπολογιστές.

Οι ερευνητές του NIST εργάζονται για πολύ καιρό πάνω στα κβαντικά μπιτς ή qubits σε κβαντικούς υπολογιστές. Η πιο πρόσφατη έρευνά τους επικεντρώθηκε στην ανάπτυξη παγίδων, που χρησιμοποιούν χρυσά ηλεκτρόδια για να περιορίσουν τα ιόντα του μαγνησίου. 

Τόνισαν ότι η νέα παγίδα του NIST ήταν η πρώτη λειτουργική ιοντική παγίδα στην οποία όλα τα ηλεκτρόδια διευθετήθηκαν πάνω σε ένα απλό οριζόντιο στρώμα, μια γεωμετρία σαν τσιπ που είναι πολύ ευκολότερη να κατασκευαστεί από όσο οι προηγούμενες ιοντικές παγίδες, οι οποίες είχαν δύο ή τρία στρώματα ηλεκτροδίων.

Η νέα παγίδα, που έχει χρυσά ηλεκτρόδια και περιορίζει τα ιόντα, σχεδόν, 40 μικρόμετρα πάνω από τα ηλεκτρόδια, κατασκευάστηκε χρησιμοποιώντας τις καθιερωμένες τεχνικές της μικροκατασκευής.

Οι ερευνητές ανέφεραν ότι η συσκευή με ένα στρώμα θα μπορούσε να παγιδέψει ιόντα μιας δωδεκάδας ιόντων μαγνησίου, χωρίς να παραχθεί αρκετά μεγάλη θερμότητα από τις διακυμάνσεις της τάσης των ηλεκτροδίων. Αυτό ήταν σημαντικό δεδομένου ότι στην προηγούμενη έρευνα είχαν  συμβιβαστεί λόγω της θέρμανσης των παγίδων.

Οι ερευνητές στο NIST συνεργάζονται τώρα με βιομηχανικά και ομοσπονδιακά εργαστήρια για να κατασκευάσουν τις παγίδες μονού στρώματος με πιο σύνθετες δομές,  στις οποίες ίσως 10 έως 15 ιόντα θα μπορούσαν τελικά να τα διαχειριστούν με τα λέιζερ για να διενεργήσουν τις διαδικασίες λογικής διεργασίας.

Η μελέτη εμφανίζεται στο πιο πρόσφατο τεύχος του περιοδικού Physical Review Letters.