Princetonin yliopiston johtama työryhmä on luonut uudenlaisen osan, jolla voidaan toteuttaa kvanttitietokone jokapäiväisestä materiaalista eli piistä. Tutkijaryhmä rakensi portin, joka ohjaa elektronien välisiä vuorovaikutuksia tavalla, joka sallii niiden toimivan kvanttibittien eli kubittien muodossa.

Piipohjaiset kvanttilaitteet käyttävät elektronien spiniä informaation koodaamiseen. Hyvin toimivan spinpohjaisen kvanttilaitteen toteuttamista on vaikeuttanut spintilojen epävakaisuus – ne kääntyvät helposti ylös, alas tai päinvastoin, ellei niitä voida pitää eristettynä hyvin puhtaassa ympäristössä.

Princetonin yliopiston Quantum Device Nanofabrication Laboratoryn tutkijoiden piistä rakentama kvanttilaite pystyi pitämään spinit yhtenäisenä – eli kvanttitiloissaan – suhteellisen pitkiä aikoja.

Kaksikubittisen portin rakentamiseksi tutkijat kerrostivat pieniä alumiinilankoja hyvin järjestyneeseen piikiteeseen. Johtimien jännitteillä ansoitettiin kaksi yksittäistä elektronia, jotka erotetaan toisistaan energiaesteellä, hyvin samanlaisella rakenteella, jota kutsutaan kaksoiskvanttipisteeksi.

Tutkijat käyttivät ensimmäistä kubittia hallitsemaan toista kubittia, mikä tarkoittaa, että rakenne toimi hallittuna NOT (CNOT) -porttina, joka on yleisesti käytetyn tietokonepiirikomponentin kvanttiversio.

Portti tuottaa tuloksen ensimmäisen kubitin tilan perusteella ja sen tilaa ohjataan magneettikentällä: Jos ensimmäinen spin on ylöspäin, niin toisen kubitin spin vaihtuu mutta jos ensimmäinen spin on alaspäin, toisen ei muutu.

LISÄÄ: Nanobitteja.fi (LINKKI) ja tutkimustiedote (LINKKI) ja artikkeli Science-tiedelehdessä (LINKKI)

Kuva: Princeton University /David Zajac

Uusimmat teknologiauutiset kätevästi uutiskirjeessä – kerran viikossa (LINKKI).

LUE – UUTTA  – LUE – UUTTA – LUE – UUTTA

Uusi ammattilehti huipputekniikan kehittäjille – Lue tästä ilmaiseksi!

https://issuu.com/uusiteknologia.fi/docs/2_2017