Professor Winfried Hensinger (vänster) och Dr Seb Weidt (höger) som arbetar med experimentet som användes för att validera deras banbrytande nya tillvägagångssätt genom att producera ett "intrasslat" kvanttillstånd av två joner med extremt låg felfrekvens. Kredit:University of Sussex
Forskare vid University of Sussex har uppfunnit en banbrytande ny metod som sätter konstruktionen av storskaliga kvantdatorer inom räckhåll för nuvarande teknik.
Kvantdatorer kan lösa vissa problem - det skulle ta den snabbaste superdatorn miljontals år att beräkna - på bara några millisekunder.
De har potential att skapa nya material och läkemedel, samt lösa mångåriga vetenskapliga och finansiella problem.
Universella kvantdatorer kan byggas i princip - men teknikutmaningarna är enorma. Tekniken som krävs för att bygga en anses vara svårare än bemannade rymdresor till Mars - tills nu.
Kvantberäkning i liten skala med hjälp av instängda joner (laddade atomer) utförs genom att rikta in individuella laserstrålar på individuella joner med varje jon som bildar en kvantbit.
Dock, en storskalig kvantdator skulle behöva miljarder kvantbitar, kräver därför miljarder exakt inriktade lasrar, en för varje jon.
Istället, forskare vid Sussex har uppfunnit en enkel metod där spänningar appliceras på ett kvantdatormikrochip (utan att behöva justera laserstrålar) - med samma effekt.
Professor Winfried Hensinger och hans team lyckades också visa sin grundläggande byggsten i denna nya metod med en imponerande låg felprocent vid deras kvantberäkning i Sussex.
En fångad jonkvantdator skulle bestå av en rad X-korsningar med kvantbitar bildade av enskilda joner som är instängda ovanför ytan av kvantchipet (visat i grått). Individuella kvantbitar manipuleras helt enkelt genom att ställa in spänningar lika enkelt som att ställa in en radio på olika stationer. Att applicera spänning V1 resulterar i ingen kvantdrift (blå zoner), applicering av spänning V2 resulterar i en kvantdrift på en enda kvantbit (gröna zoner), applicering av spänning V3 resulterar i en kvantoperation som "trasslar ihop" två kvantbitar (röda zoner). En godtycklig stor kvantdator kan konstrueras baserat på detta enkla att konstruera tillvägagångssätt. Kredit:University of Sussex
Professor Hensinger sa:"Denna utveckling är en spelväxlare för kvantberäkning som gör den tillgänglig för industriell och statlig användning. Vi kommer att bygga en storskalig kvantdator på Sussex med full användning av denna spännande nya teknik."
Kvantdatorer kan revolutionera samhället på liknande sätt som uppkomsten av klassiska datorer. Dr Seb Weidt, en del av Ion Quantum Technology Group sa:"Att utveckla denna stegförändrande nya teknik har varit ett stort äventyr och det är helt fantastiskt att observera att det faktiskt fungerar i laboratoriet."
