awọn kọmputa lesa

Iyara aago ti awọn ilana 1 GHz jẹ awọn iṣẹ bilionu kan fun iṣẹju kan. Pupọ, ṣugbọn awọn awoṣe ti o dara julọ ti o wa lọwọlọwọ si alabara apapọ tẹlẹ ṣaṣeyọri ni igba pupọ diẹ sii. Ohun ti o ba ti o iyara soke... a million igba?

Iyẹn ni awọn ileri imọ-ẹrọ iširo tuntun, lilo awọn iṣọn ti ina lesa lati yipada laarin awọn ipinlẹ “1” ati “0.” Eyi tẹle lati iṣiro ti o rọrun quadrillion igba fun keji.

Ninu awọn adanwo ti a ṣe ni ọdun 2018 ati ti a ṣe apejuwe ninu iwe akọọlẹ Iseda, awọn oniwadi ta ina ina lesa infurarẹẹdi pulsed ni awọn akojọpọ oyin ti tungsten ati selenium (1). Eyi jẹ ki chirún ohun alumọni apapo yipada laarin odo ati awọn ipinlẹ kan, gẹgẹ bi ero isise kọnputa deede, awọn akoko miliọnu nikan ni iyara.

Bawo ni eyi ṣe ṣẹlẹ? Awọn onimo ijinlẹ sayensi ṣe apejuwe eyi ni aworan, ti n fihan pe awọn elekitironi ti o wa ninu awọn oyin oyin ti irin ṣe ihuwasi “ajeji” (botilẹjẹpe kii ṣe pupọ). Nigbati o ba ni itara, awọn patikulu wọnyi fo laarin oriṣiriṣi awọn ipinlẹ kuatomu, ti a pe ni "apeso-alayipo".

Àwọn olùṣèwádìí fi í wé àwọn ilé tí wọ́n kọ́ sára àwọn molecule. Wọn pe awọn orin wọnyi "awọn afonifoji" ati ṣe apejuwe ifọwọyi ti awọn ipinlẹ yiyi bi "dolinatronica » (S).

Awọn elekitironi ni igbadun nipasẹ awọn iṣọn laser. Ti o da lori awọn polarity ti infurarẹẹdi pulses, nwọn "gba" ọkan ninu awọn meji ti ṣee ṣe "afonifoji" ni ayika awọn ọta ti awọn irin lattice. Awọn ipinlẹ meji wọnyi daba lẹsẹkẹsẹ lilo lasan ni ọgbọn-ọkan ti kọnputa.

Electron hopping jẹ gidigidi sare, ni femtosecond cycles. Ati pe ninu eyi wa aṣiri si iyara iyalẹnu ti awọn ọna ṣiṣe itọsọna laser.

Ni afikun, awọn onimo ijinlẹ sayensi jiyan pe nitori awọn ipa ti ara, awọn eto wọnyi jẹ, ni ọna kan, ni awọn ipinlẹ mejeeji ni nigbakannaa (superposition), eyiti o ṣẹda awọn anfani fun. Awọn oniwadi tẹnumọ pe gbogbo eyi ṣẹlẹ ni yara otutulakoko ti ọpọlọpọ awọn kọnputa kuatomu ti o wa tẹlẹ nilo awọn eto itutu agbaiye ti qubits si awọn iwọn otutu ti o sunmọ odo pipe.

“Ninu igba pipẹ, a rii iṣeeṣe gidi ti ṣiṣẹda awọn ẹrọ kuatomu ti o ṣe awọn iṣẹ ni iyara ju ọkan oscillation ti igbi ina,” oniwadi naa sọ ninu ọrọ kan. Rupert Huber, Ojogbon ti Fisiksi ni University of Regensburg, Germany.

Sibẹsibẹ, awọn onimo ijinlẹ sayensi ko tii ṣe awọn iṣẹ kuatomu gidi eyikeyi ni ọna yii, nitorinaa imọran ti kọnputa kuatomu ti n ṣiṣẹ ni iwọn otutu yara wa ni imọ-jinlẹ nikan. Kanna kan si awọn deede iširo agbara ti yi eto. Iṣiṣẹ ti awọn oscillation nikan ni a ṣe afihan ati pe ko si awọn iṣẹ ṣiṣe iṣiro gidi ti a ṣe.

Awọn idanwo ti o jọra si awọn ti a ṣalaye loke ti ṣe tẹlẹ. Ni ọdun 2017, apejuwe ti iwadii naa ni a tẹjade ni Iseda Photonics, pẹlu ni University of Michigan ni AMẸRIKA. Nibẹ, 100-femtosecond pulses ti ina lesa ti a kọja nipasẹ kan semikondokito gara lati se atẹle awọn ipo ti awọn elekitironi. Gẹgẹbi ofin, awọn iyalẹnu ti o waye ninu eto ohun elo jẹ iru awọn ti a ṣalaye tẹlẹ. Bakanna ni awọn abajade kuatomu.

Ina awọn eerun ati perovskites

Ṣe "awọn kọnputa lesa kuatomu » o yatọ si mu. Oṣu Kẹta to kọja, ẹgbẹ iwadii AMẸRIKA-Japanese-Ọstrelia ṣe afihan eto iširo iwuwo fẹẹrẹ kan. Dipo awọn qubits, ọna tuntun nlo ipo ti ara ti awọn ina ina lesa ati awọn kirisita aṣa lati yi awọn ina naa pada si oriṣi ina pataki kan ti a pe ni “imọlẹ ti a pa.”

Fun ipo iṣupọ kan lati ṣe afihan agbara iširo kuatomu, lesa gbọdọ jẹ iwọn ni ọna kan, ati pe eyi ni a ṣe aṣeyọri nipa lilo nẹtiwọọki kuatomu ti awọn digi, awọn emitters tan ina, ati awọn okun opiti (2). Ọna yii ni a gbekalẹ lori iwọn kekere, eyiti ko pese awọn iyara iṣiro to gaju. Bibẹẹkọ, awọn onimo ijinlẹ sayensi sọ pe awoṣe jẹ iwọn ati pe awọn ẹya nla le ṣe aṣeyọri anfani kuatomu kan lori kuatomu lọwọlọwọ ati awọn awoṣe alakomeji.

2. Awọn ina lesa ti n kọja nipasẹ nẹtiwọki ti o ni idiwọn ti awọn digi

“Lakoko ti awọn ilana kuatomu lọwọlọwọ jẹ iwunilori, ko ṣe akiyesi boya wọn le ṣe iwọn si awọn iwọn nla pupọ,” ni akiyesi Science Today. Nicolas Menicucci, Oluwadi ti o kopa ni Ile-iṣẹ fun Quantum Computing ati Awọn Imọ-ẹrọ Ibaraẹnisọrọ (CQC2T) ni Ile-ẹkọ RMIT ni Melbourne, Australia. “Ọna wa bẹrẹ pẹlu iwọn iwọn ti a ṣe sinu chirún lati ibẹrẹ nitori ero isise naa, ti a pe ni ipinlẹ iṣupọ, jẹ ina.”

Awọn oriṣi awọn lesa tuntun tun nilo fun awọn ọna ṣiṣe photonic ultrafast (wo tun:). Awọn onimo ijinlẹ sayensi lati Ile-ẹkọ giga ti Ila-oorun Iwọ-oorun (FEFU) - papọ pẹlu awọn ẹlẹgbẹ Russia lati Ile-ẹkọ giga ITMO, ati awọn onimọ-jinlẹ lati Ile-ẹkọ giga ti Texas ni Dallas ati Ile-ẹkọ giga ti Orilẹ-ede Ọstrelia - royin ni Oṣu Kẹta ọdun 2019 ninu iwe akọọlẹ ACS Nano pe wọn ti ni idagbasoke ohun daradara, sare ati ki o poku gbóògì ọna awọn lesa perovskite. Anfani wọn lori awọn oriṣi miiran ni pe wọn ṣiṣẹ ni iduroṣinṣin diẹ sii, eyiti o jẹ pataki nla fun awọn eerun opiti.

“Imọ-ẹrọ titẹ lesa halide wa pese ọna ti o rọrun, iye owo-doko ati ọna iṣakoso pupọ lati gbejade ọpọlọpọ awọn lasers perovskite. Ni pataki, iṣapeye jiometirika ninu ilana titẹ lesa jẹ ki iṣelọpọ ti awọn microlasers perovskite-iduroṣinṣin ọkan-iduroṣinṣin fun igba akọkọ (3). Iru awọn lasers bẹẹ jẹ ileri fun idagbasoke ti awọn oriṣiriṣi optoelectronic ati awọn ẹrọ nanophotonic, awọn sensọ, ati bẹbẹ lọ,” Alexey Zhishchenko ṣe alaye, oluwadii kan ni ile-iṣẹ FEFU, ninu atẹjade.

3. Perovskite lesa nibiti

Nitoribẹẹ, a kii yoo rii awọn kọnputa ti ara ẹni “nṣiṣẹ lori awọn lasers” nigbakugba laipẹ. Titi di isisiyi, awọn adanwo ti a ṣalaye loke jẹ awọn ẹri ti imọran, kii ṣe paapaa awọn apẹẹrẹ ti awọn eto iširo.

Sibẹsibẹ, awọn iyara ti a funni nipasẹ ina ati awọn ina ina lesa jẹ idanwo pupọ fun awọn oniwadi, ati lẹhinna awọn onimọ-ẹrọ, lati kọ ọna yii silẹ.