तीन मात्राओं से बना नया क्वांटम गेट

शोधकर्ता भविष्य के क्वांटम कंप्यूटर के महत्वपूर्ण बिल्डिंग ब्लॉक का निर्माण कर रहे हैं

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भविष्य के क्वांटम कंप्यूटर के लिए एक और महत्वपूर्ण बिल्डिंग ब्लॉक अब पहली बार प्रयोगशाला में शोधकर्ताओं द्वारा शोध किया जा रहा है: तीन क्विबेट से बना एक कंप्यूटिंग गेट, तथाकथित टोफोली गेट। वे इस पर पत्रिका Physical समीक्षा पत्र में रिपोर्ट करते हैं।

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क्वांटम यांत्रिकी के नियम क्वांटम कंप्यूटरों को पारंपरिक कंप्यूटिंग मशीनों की तुलना में सूचनाओं को बहुत तेज़ी से और अधिक कुशलता से संसाधित करने की अनुमति देते हैं। यहां तक ​​कि सबसे कठिन एल्गोरिदम उन्हें केवल कुछ चरणों में प्रदर्शन करते हैं। क्वांटम कंप्यूटर के लिए बुनियादी बिल्डिंग ब्लॉक एक या अधिक क्वांटम बिट्स (क्वाइबेट्स) के साथ गेट्स (अंकगणितीय संचालन) हैं।

एक परमाणु की क्वांटम अवस्था का पता लगाया गया

यहां तक ​​कि सिंगल-क्विबिट ऑपरेशंस और टू-क्विबिट ऑपरेशन के साथ, क्वांटम भौतिकी की दुनिया में मौलिक प्रयोग संभव हैं। इन्सब्रुक विश्वविद्यालय में प्रायोगिक भौतिकी संस्थान से रेनर ब्लाट और क्वांटम ऑप्टिक्स और क्वांटम सूचना संस्थान (IQOQI) के शोधकर्ताओं ने हाल के वर्षों में पहले ही प्रभावशाली प्रदर्शन किया है।

उदाहरण के लिए, 2005 में वे पहली बार एक दूसरे परमाणु के लिए पूरी तरह से नियंत्रित तरीके से एक परमाणु की क्वांटम स्थिति को टेलीपोर्ट करने में सक्षम थे। पिछले वर्ष में, वैज्ञानिकों ने पहली बार एक नियतात्मक एंटैंगमेंट स्वेपिंग किया। प्रदर्शन

तीन क्विंटल का गेट

यद्यपि अधिक जटिल कार्यों के मामले में, सभी संभावित एल्गोरिदम को एक या दो qubit के क्वांटम गेट्स के साथ महसूस किया जा सकता है, यह जल्दी से व्यावहारिक कार्यान्वयन में सीमा की ओर जाता है। प्रयोगशाला में पहले से मौजूद एक-और दो-qubit फाटकों के अलावा, अंतरराष्ट्रीय अनुसंधान समुदाय इसलिए एक कंप्यूटिंग गेट के लिए शिकार पर था जिसमें तीन qubits शामिल थे।

यह इंसब्रुक में प्रयोगात्मक भौतिकविदों द्वारा प्राप्त किया गया था, जिसमें तीन कैल्शियम आयन एक जाल में फंस गए थे, प्रत्येक एक qubit का प्रतिनिधित्व कर रहा था। टोफोली गेट की टारगेट क्विबिट केवल तभी स्विच की जाती है जब दोनों कंट्रोल क्विबिट्स "1" तक पहुंच जाते हैं - अन्य सभी मामलों में टारगेट क्वबिट अपरिवर्तित रहता है।

क्वांटम कंप्यूटर के रास्ते पर आवश्यक कदम

यह नया द्वार न केवल प्रयोगशाला में उपलब्ध क्वांटम फाटकों की सीमा को बढ़ाता है, बल्कि उनकी दक्षता को भी बढ़ाता है। "एक पारंपरिक तरीके से टोफोली गेट का एहसास करने के लिए, छह नियंत्रित स्विचिंग ऑपरेशनों को एक साथ जोड़ा जाना होगा", प्रयोग में शामिल टायरोलियन और आने वाले भौतिक विज्ञानी थॉमस मोन्ज़ बताते हैं। "तुलना करने पर, हमारा टोफोली गेट तीन गुना तेज है और इसमें त्रुटि की दर कम है।"

शोधकर्ताओं के अनुसार, गेट का उपयोग क्वांटम त्रुटि सुधार विधियों या क्वांटम मैकेनिकल प्राइम फैक्टर अपघटन की प्राप्ति में किया जा सकता है और भविष्य के क्वांटम कंप्यूटर के लिए एक आवश्यक बुनियादी बिल्डिंग ब्लॉक का प्रतिनिधित्व करता है।

(क्वांटम ऑप्टिक्स और क्वांटम सूचना संस्थान (IQOQI), 30.01.2009 - DLO)