Wissenschaftler der Purdue University und der University of Rochester haben eine Methode zur Weitergabe von Informationen durch Übertragung des Elektronenzustands demonstriert.
Die Forscher behaupten, dies bringt uns der Schaffung eines voll funktionsfähigen Quantencomputers einen Schritt näher.
Dies ist Teil der laufenden Arbeit der Universität von Rochester in Quantensystemen, nachdem sie a erhalten haben. 4 Millionen US-Dollar Zuschuss des Energieministeriums zur Erkundung Quantenmaterialien .
VERBINDUNG: WISSENSCHAFTLER SIMULIEREN QUANTUM-COMPUTER AUF EINEM TRADITIONELLEN COMPUTER
Computing der Zukunft
Quantencomputer könnte den Weg für viel schnellere Datenbanksucher und Kryptografien weisen. Es sollte in der Lage sein, Prozesse auszuführen, die außerhalb des Bereichs des klassischen Rechnens liegen.
Forscher darunter John Nichol, ein Assistenzprofessor für Physik, und die Doktoranden von Rochester, Yadav P. Kandel und Haifeng Qiao, haben auf diesem Gebiet Fortschritte erzielt.
Eine wichtige, aber schwierig zu kontrollierende Komponente Quantencomputer ist der Schaltzustand der Elektronen.
"Wenn Sie ein Elektron haben, das oben ist, und ein anderes Elektron, das unten ist, und Sie sie genau für die richtige Zeit zusammenschieben, werden sie ausgetauscht", sagte Nichol in einer Pressemitteilung.
"Sie haben nicht die Plätze gewechselt, aber ihre Zustände gewechselt."
Zustandsumschaltung
Um dieses Phänomen manuell zu ermöglichen, haben Nichol und seine Kollegen einen Halbleiterchip auf extrem niedrige Temperaturen abgekühlt.
Sie verwendeten dann Quantenpunkte - Halbleiter im Nanomaßstab - und fingen vier Elektronen hintereinander ein. Danach bewegten sie die Elektronen so, dass sie sich berührten und ihre Zustände wechselten.
"Es gibt eine einfache Möglichkeit, den Zustand zwischen zwei benachbarten Elektronen umzuschalten, aber dies über große Entfernungen zu tun - in unserem Fall sind es vier Elektronen - erfordert viel Kontrolle und technisches Geschick", sagte Nichol.
"Unsere Forschung zeigt, dass dies jetzt ein praktikabler Ansatz ist, um Informationen über große Entfernungen zu senden."
Ein großer Schritt auf einem langen Weg
Ändern des Zustands eines Elektrons über eine Reihe von Qubits - das Bitäquivalent für das Quantencomputing - ohne die Position der Elektronen zu verschieben, ist eine beeindruckende Darstellung des Potenzials der Quantenphysik für das Computing.
"Dieses Experiment zeigt, dass Informationen in Quantenzuständen übertragen werden können, ohne dass die einzelnen Elektronenspins tatsächlich entlang der Kette übertragen werden", sagte Michael Manfra, Professor für Physik und Astronomie an der Purdue University, in der Pressemitteilung.
"Es ist ein wichtiger Schritt, um zu zeigen, wie Informationen quantenmechanisch übertragen werden können - auf eine Weise, die sich von unserer klassischen Intuition unterscheidet."
Nichol vergleicht dieses Experiment mit dem Aufstieg von den ersten Computergeräten zu den Computern von heute, während er betont, dass wir uns noch in den frühen Stadien von Quantensystemen befinden.
Könnten wir eines Tages Quantencomputer-Laptops haben? "Wenn Sie diese Frage gestellt hätten IBM In den 1960er Jahren hätten sie wahrscheinlich Nein gesagt, das wird auf keinen Fall passieren ", sagt Nichol.
"Das ist jetzt meine Reaktion. Aber wer weiß?"