Реклама

Алмазні провідники на службі у квантових комп'ютерів

( 5 Голосів, Всередньому: 4.20 із 5 )
Saturday, 10 January 2009

QuantumВикористання алмазів для виробництва мікроканалів зв'язку, які проводять світло, а не електрику, може допомогти реалізувати невловиму перспективу квантових обчислювальних процесів.
Принадність квантового комп'ютера в тім, що він здатний виконувати такі завдання, які практично нездійсненні для традиційних комп'ютерів, наприклад, злом дуже довгих криптографічних ключів.
Квантові комп'ютери містять кубіти інформації у квантових характеристиках системи, приміром, один фотон або хмара атомів газу в газі. Алмази можна використовувати для випромінювання одиночних протонів і створення кубітів, записуючи інформацію на їхній квантовий стан.

Більш того, алмази здатні захищати фотони від зовнішніх впливів, запобігаючи небажаним змінам даних, що зберігаються. І на відміну від інших технологій, які вимагають потужного охолодження, алмаз діє при кімнатній температурі.

Всі істотні елементи для квантового комп'ютера присутні в алмазі, уважає Стівен Проуер (Steven Prawer) з університету Мельбурна, Австралія.

Дотепер не вдавалося створити алмазні канали зв'язку, які могли б керувати кубітами й робити з ними операції. 

Проуер разом з колегою Франсуа Ладосьє (Francois Ladouceur) з університету Нового Південного Уельсу, Сідней, винайшов алмазні провідники, щоб направляти фотони. На плоскій алмазній поверхні за допомогою іонів витравлюються канавки шириною 4.5 мікрометрів з висотою краю 1.5 мікрометра. Утвориться канал, по якому рухається світло, відбиваючись від внутрішньої поверхні й трьох піднятих стінок. Хоча, він може просочитися крізь дно канавки всередину структури алмаза.

Щоб усунути цю проблему (витік), учені обробили краї канавки активними іонами гелію, які перетворили нижній шар алмаза в графіт. Потім графіт був стравлений кислотою, залишивши під алмазною канавкою простір, заповнений повітрям, таким чином, протікання було ізольовано, а канавка перетворилася в майже ідеальний світловід.

Канавки можуть бути довжиною до декількох міліметрів, більш ніж досить для з'єднання компонентів алмазного квантового комп'ютера.

Наступним кроком є можливість об'єднувати кубіти, тобто створити світловоди, які розділяються на два, а потім знову з'єднуються.

Алмазні світлові провідники можуть мати й інші застосування, приміром, направляти інтенсивне ультрафіолетове випромінювання, що не під силу іншим матеріалам. Це можна використовувати в стерилізації продуктів харчування або медичного обладнання.