Странно поведение на молекула в експериментален силициев чип може да превърне теорията за квантовия компютър в реалност.

Международен екип учени публикуваха в журнала Nature Physics статия за създадената от тях нова, хибридна молекула, в която състоянието на кванта може да бъде контролирано – необходима стъпка за практическата реализация на квантовия компютър.

Същността на работата на днешния компютър не се е променяла много през годините – той все още използва поредица от единици и нули – битове, за съхраняване и управление на информацията. Бъдещия, засега теоретичен, квантов компютър ще използва квантови битове, така наречените qubits и ще е в състояние да обработва в пъти повече информация.

Освен това той ще може да се възползва и от странностите на квантовата механика – например два квантови компютъра теоретично биха могли да обменят информация моментално и независимо от разстоянието помежду им – дори между две слънчеви системи.

Досега предизвикателството, както и основната пречка в идеята за квантовия компютър е било именно създаването на квантовия бит, т.е. такъв полупроводник, който да може да контролира състоянието на кванта. Gerhard Klimeck, професор по електро и компютърно инженерство в Purdue University
Тази разработка може и да не ни донесе квантовия компютър 10 години по-бързо, но мечтите ни за подобна технология вече изглеждат по-реални. … За да изградиш такъв компютър, трябва да можеш да контролираш периода на квантовите състояния. Ние можем да контролираме позицията на електрона в тази изкуствена молекула, следователно и състоянието на кванта, като просто приложим външно електрическо поле.

Откритието започва с холандски учени, които експериментират с нанотранзистори, демонстрирайки ефекта от неволните примеси (dopants). Те откриват доказателства във волт-амперните характеристики на транзистора, които сочат за осъществено пренасяне на електрони посредством единичен атом, но по време на експеримента не станало ясно кой точно примес причинява ефекта.

Следващата стъпка е на група учени от университета в Мелбърн, които конструирали теоретичен квантов чип от силиции, базиран на концепцията за използването на единичен примес.

Lloyd Hollenberg , физик в Университета в Мелбърн, Австралия
Установихме, че измерването има смисъл само когато приемем, че молекулата е изградена от две части: единият край включва арсенов атом, примесен в силиция, докато другия, “изкусвения” край се формира около повърността на молекулата. По такъв начин става възможно пренасянето на единичен електрон между двата края. Странното в случая е, че молекулата фактически се явява хибрид от естествен арсенов атом с нормална сферична форма и нов, изкуствено иницииран атом в другия край на молекулата. Посредсвом контролиране на силата на електрическото поле можем да накараме единичен електрон да се пренася към единия или другия край, или да се намира в междинно квантово състояние.

Фуниеобразната (или вихрообразна) фигура в долния ляв ъгъл е арсеновият атом, а плоското изображение в центъра е карта на електрона, обвързан с множество атоми (всяка точка отговаря на една посока). Жълтите точки в горния ляв край на центъра представляват електрона в квантово състояние. (* Парадокса на Шрьодингер).
Нагледна демонстрация на симулацията на този ефект предоставя моделиращата програма NEMO 3-D, разработена и подръжана от проферсор Klimeck и негови колеги.

Повече за квантовата механика - wikipedia.org/wiki/Quantum_mechanics

Източник: technesws.bg