양자 컴퓨터 프로젝트에 대한 러시아 과학자들의 혁신적인 제안
모스크바 물리 기술 대학과 MISiS 및 기타 대학의 물리학자들은 양자 컴퓨터(QC)의 전자기 기반에 대한 대안을 제시했습니다. 영국의 동료들과 함께 QC(소위 큐비트)의 데이터 저장 요소가 전자파가 아니라 음파와 상호 작용하는 양자 시스템의 작동 원리가 개발되었습니다. 우리는 특별히 만들어진 공진기의 상호 작용에 대해 이야기하고 있습니다.
과학자들은 야심 찬 양자 컴퓨터 프로젝트의 구현과 관련된 아이디어를 개발하기 위해 "양자 광학 요소-음향 요소"라인을 따라 상호 작용할 가능성이 미래에 사용될 수 있다고 지적합니다. 프로젝트 구현에 대한 음향 접근 방식은 지금까지 사용된 독점적인 양자 QC 모델에 비해 많은 이점이 있다고 명시되어 있습니다.
제안의 본질은 무엇입니까? 작동 칩이 알루미늄 회로와 소위 트랜스몬으로 코팅된 석영 압전 베이스의 형태로 제시된다는 것입니다.
참고로 트랜스몬은 전하 효과 "잡음"에 대한 민감도를 줄이기 위해 설계된 일종의 초전도 전하 큐비트입니다. Transmon은 전하 에너지에 대한 Josephson 에너지의 비율을 크게 증가시켜 전하 노이즈에 대한 감도를 줄였습니다. 이는 대형 션트 커패시터를 사용하여 달성됩니다. 이 개념은 2007년 미국 과학자들에 의해 개발되었습니다.
또한 이 회로는 방출기, 수신기, 그리고 일정 길이의 파동을 반사하는 한 쌍의 거울로 구성된 앞서 언급한 공진기를 포함합니다.
공진기에서 거울에서 거울로 이동하는 음파가 솔리드 베이스의 표면에 나타납니다.
전체 구조는 극저온 장치에서 절대 영도(수 mK - 밀리켈빈까지) 경향이 있는 온도로 냉각됩니다. 이것은 정상적인 조건에서 QC를 사용하기 위한 매개변수의 관점에서 질문을 제기합니다.
이 상황에서 전이가 수행되는 두 개의 에너지 준위를 갖는 트랜스몬은 원자의 행동 특성을 보여줍니다. 따라서 과학자들은 제어할 수 있는 원자의 인공 버전을 얻었다고 주장합니다. 제어는 시스템을 "양자 여기" 상태로 전환하여 에너지를 큐비트로 전송하는 기능과 관련됩니다. 그런 다음 특정 주파수로 제어된 에너지 방출을 수행할 수 있습니다. 따라서 공진기에서 파동의 특성을 고려하여 큐비트에서 정보를 읽을 수 있습니다.
양자 컴퓨터의 모든 겉보기 과학적 돌파구와 함께 양자 개념에는 자체 아킬레스 건이 있습니다. 공진기의 크기와 관련이 있습니다. 공진기가 클수록 사용된 결정 표면의 결함이 더 많습니다. 그러나 새로운 발견은 러시아와 영국 과학자들이 믿고 있는 것처럼 수백 마이크로미터 크기의 높은 균일성 공진기를 만들 수 있게 해준다. 이것은 양자 원리만 사용하는 시스템보다 훨씬 작다. 따라서 메모리 및 성능 측면에서 백로그도 더 높습니다. 반면에 문제는 음파의 전파 속도에 있는데, 이는 알려진 바와 같이 빛보다 현저히 낮습니다. 그러나 여전히 전문가들은 양자 컴퓨터가 두 가지 작동 원리의 모든 이점을 고려하여 결국 "양자 음향"으로 판명될 수 있다고 지적합니다.
- wikipedia.org, https://journals.aps.org
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