Войти с помощью

Регистрируйтесь! Это даст вам возможность добавлять свой контент на сайт писать комментарии. Сайту нужны копирайтеры, seo, помощь в наполнении и продвижении, сделай свой вклад.

Поделись с друзьями

На развитие Портала



Вконтакте Одноклассники Твиттер Фейсбук

красный зелёный голубой

Сайт Партнёров бренда "Сибирское Здоровье" Подробнее на: http://sibvaleogroup.ru

Многие вещи нам не понятны не потому что наши понятия слабы, а потому что сии вещи не входят в круг наших понятий.

Физики создали кубит из радиоактивного изотопа бария

Физики создали кубит из радиоактивного изотопа бария
ПОЛНЫЙ АНТИПАРАЗИТАРНЫЙ КОМПЛЕКТ (НА 10 ДНЕЙ ЧИСТКИ). ЛИМОННО ЭВКАЛИПТОВАЯ ЧИСТКА

Одним из наиболее популярных типов кубитов в прототипах квантовых компьютеров являются ионы металлов, удерживаемые в специальной ионной ловушке с помощью лазерного охлаждения. Однако необходимая для удержания длина волны лазера приводит к снижению эффективности такого кубита. Чтобы решить эту проблему, американские физики предложили вместо стабильных изотопов в качестве кубитов использовать радиоактивный изотоп бария с большим периодом полураспада. Работа опубликована в Physical Review Letters.

Кубит — единичный элемент хранения информации в квантовом компьютере. В качестве кубитов чаще всего используются сверхпроводниковые кольца с джозефсоновским контактом или отдельные ионы, которые захватываются специальными ионными ловушками и удерживаются в них с помощью лазерного охлаждения. Подробно о кубитах в квантовых компьютерах мы писали в одном из наших недавних материалов.

Использовать в качестве кубитов ионы щелочноземельных (и подобных им по электронной структуре) металлов предложили из-за возможности довольно легко менять с помощью микроволнового излучения их сверхтонкую структуру. А меняя сверхтонкую структуру, можно управлять квантовым состоянием такого ионного кубита. Лучше всего для этого подходят ионы с полуцелым спином ядра, который приводит к формированию пары состояний, для которых проекции полного момента вдоль магнитного поля равна нулю. Кубиты с такими квантовыми состояниями оказываются хорошо защищены от магнитного поля и могут удерживать когерентное состояние дольше 10 минут. Однако из всех устойчивых изотопов лишь три иона — кадмия, ртути и иттербия — обладают нужным (полуцелым) спином ядра и такой электронной структурой, что длина волны лазера, необходимого для охлаждения, находится относительно близко к видимой области. Но для всех из этих ионов для охлаждения необходимо использовать коротковолновое ультрафиолетовое излучение, что не всегда возможно внутри сложных архитектур квантовых компьютеров, и сильно ограничивает расстояние, на которое может передаваться квантовая информация.

В своей работе физики предложили вместо естественных изотопов использовать для создания кубита синтезированный искусственный изотоп бария-133 с временем полураспада около 10 лет. Ион 133Ba+ обладает уникальной комбинацией свойств: с одной стороны он обладает необходимым ядерным спином 1/2, а с другой — электронной структурой с энергией переходов в видимой части спектра.

В качестве источника бария ученые использовали кислотный раствор хлорида бария (II), содержащий 2 процента нужного изотопа. Из него с помощью лазерной абляции в ионные ловушки захватывались ионы бария. Основная трудность заключалась в том, чтобы удержать в ионной ловушке только необходимый изотоп бария-133 со спином 1/2. Для этого была использована частотная селективность лазерного нагревания и охлаждения. Используя различия в сверхтонкой структуре энергетических уровней ионов разных изотопов, ученые смогли таким образом удерживать в ионной ловушке правильные изотопы и выгонять из нее неправильные.

Зафиксировав в ионной ловушки только необходимые ионы 133Ba+, ученые смогли исследовать сверхтонкую структуру энергетических уровней нужного иона. Полученные спектры подтвердили, что такие ионы действительно можно использовать в качестве кубитов. При этом физикам удалось зарегистрировать ранее неизвестное сверхтонкое расщепление уровня 52D3/2.

Таким образом, было показано, что и ионы нестабильных изотопов могут быть использованы в качестве кубитов в квантовых компьютерах. Скорее всего, благодаря лазерному охлаждению с использованием излучения в видимой области, новая методика поможет создать более эффективные квантовые компьютеры, чем были предложены ранее на основе ионов иттербия.

Александр Дубов

N+1

Поставьте оценку:
Рейтинг 0 (Проголосовало: 0)
Понравилось? Поделитесь с друзьями через кнопки социальных сетей!

Добавить страницу в закладки

0
55
Популярные видео каналы