ทีมวิจัยของนักวิทยาศาสตร์ในลอนดอน อ็อกซ์ฟอร์ด เมลเบิร์นบาคาร่าออนไลน์ และซิดนีย์ ได้สร้างควอนตัมบิตที่ใช้งานได้ครั้งแรกโดยอิงจากอะตอมเดี่ยวในซิลิกอน ซึ่งเป็นการเปิดทางสู่คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีพลังพิเศษแห่งอนาคตในบทความ ที่ ตีพิมพ์ในวารสารNatureทีมงานได้อธิบายว่าสามารถอ่านและเขียนข้อมูลโดยใช้การหมุนหรือการวางแนวแม่เหล็กของอิเล็กตรอนที่จับกับอะตอมฟอสฟอรัสเดี่ยวที่ฝังอยู่ในชิปซิลิกอนได้อย่างไร
ในบทความนี้ นักวิจัยกล่าวว่าอะตอมเดี่ยวคือระบบควอนตัม
ต้นแบบและเป็นตัวเลือกที่เป็นธรรมชาติสำหรับควอนตัมบิตหรือคิวบิต ซึ่งเป็นหน่วยพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ควอนตัม
อะตอมถูกใช้อย่างประสบความสำเร็จในการจัดเก็บและประมวลผลข้อมูลควอนตัมในกับดักแม่เหล็กไฟฟ้า เช่นเดียวกับในเพชรผ่านการใช้จุดบกพร่องของไนโตรเจน-ตำแหน่งว่างตรงกลาง อุปกรณ์ไฟฟ้าแบบโซลิดสเตตมีศักยภาพที่ดีในการขยายขนาดการสาธิตดังกล่าวจากการควบคุมไม่กี่คิวบิตไปจนถึงโปรเซสเซอร์ควอนตัมขนาดใหญ่
“เป็นครั้งแรกที่เราได้แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการแสดงและจัดการข้อมูลเกี่ยวกับการหมุนเพื่อสร้างควอนตัมบิตหรือ ‘qubit’ ซึ่งเป็นหน่วยพื้นฐานของข้อมูลสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม” ศาสตราจารย์แอนดรูว์กล่าว ซูรัก.
“นี่เป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมซิลิคอนมีพื้นฐานมาจากอะตอมเดี่ยว”
นักวิจัยกล่าวว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมสัญญาว่าจะแก้ปัญหาที่ซับซ้อนซึ่งปัจจุบันไม่สามารถแก้ไขได้แม้แต่ในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก ปัญหาที่ต้องใช้ข้อมูลจำนวนมาก เช่น การถอดรหัสรหัสเข้ารหัสที่ทันสมัย การค้นหาฐานข้อมูล และการสร้างแบบจำลองโมเลกุลและยาทางชีววิทยา
การค้นพบใหม่นี้เกิดขึ้นจากการศึกษาในปี 2010
ซึ่งตีพิมพ์ในNatureซึ่งกลุ่มนี้แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการอ่านสถานะการหมุนของอิเล็กตรอน การค้นพบวิธีการเขียนสถานะการหมุนทำให้กระบวนการสองขั้นตอนที่จำเป็นต่อการทำงานของควอนตัมบิตเสร็จสมบูรณ์
ผลลัพธ์ล่าสุดได้สำเร็จโดยใช้สนามไมโครเวฟเพื่อควบคุมอิเล็กตรอนที่ผูกกับอะตอมฟอสฟอรัสเดี่ยวอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน ซึ่งถูกฝังไว้ข้างๆ ทรานซิสเตอร์ซิลิกอนที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ
ศาสตราจารย์เดวิด เจมีสัน จากโรงเรียนฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยเมลเบิร์น นำทีมที่ฝังอะตอมของฟอสฟอรัสลงในอุปกรณ์ซิลิกอนอย่างแม่นยำ
นักวิจัยกล่าวว่าสิ่งนี้ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนในซิลิคอน ซึ่งเป็นวัสดุที่มีข้อได้เปรียบในการทำความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์และนำไปใช้ในอุตสาหกรรมได้ง่ายขึ้น โดยพื้นฐานแล้วเทคโนโลยีนี้เหมือนกับที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกวันนับไม่ถ้วน “และนั่นเป็นอุตสาหกรรมที่มีมูลค่าหลายล้านล้านดอลลาร์”
เป้าหมายต่อไปของทีมคือการรวมควอนตัมบิตคู่เข้าด้วยกันเพื่อสร้างลอจิกเกทสองคิวบิต ซึ่งเป็นหน่วยประมวลผลพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ควอนตัมบาคาร่าออนไลน์
