Ključni izsledki
- Nove raziskave so odkrile način za izdelavo kvantnih bitov s pomočjo kristalov.
- Odkritje bi lahko pomagalo sprostiti potencial kvantne računalniške revolucije.
- Ampak strokovnjaki pravijo, da ne smete pričakovati, da bodo kvantni računalniki kmalu nadomestili vaš prenosnik.
Fiziki izkoriščajo nenavadne načine interakcije atomov med seboj za izdelavo kvantnih računalnikov.
Atomske napake v nekaterih kristalih lahko pomagajo sprostiti potencial kvantne računalniške revolucije, glede na odkritja raziskovalcev Northeastern University. Znanstveniki so povedali, da so odkrili nov način za izdelavo kvantnega bita z uporabo kristalov. Napredek v kvantnih tehnologijah, ki uporabljajo lastnosti kvantne fizike, imenovane prepletenost, bi lahko omogočil zmogljivejše in energetsko učinkovitejše naprave.
"Zapletenost je modna beseda za ustvarjanje razmerja med delci, zaradi katerega delujejo, kot da so povezani skupaj," je v elektronskem intervjuju za Lifewire povedal Vincent Berk, CRO & CSO podjetja za kvantno računalništvo Quantum Xchange.
"To razmerje je posebno v tem, da omogoča, da dejanja na enem delcu vplivajo na drugega. Točno tukaj nastopi moč računanja: ko se lahko stanje ene stvari spremeni ali vpliva na stanje druge Pravzaprav lahko na podlagi te nore zapletene vezi predstavimo vse možne rezultate izračuna v samo nekaj delcih."
Quantum Bits
Raziskovalci so v nedavnem članku v Nature razložili, da so napake v določenem razredu materialov, natančneje v dvodimenzionalnih dihalkogenidih prehodnih kovin, vsebovale atomske lastnosti za izdelavo kvantnega bita ali na kratko qubit, ki je zgradba blok za kvantne tehnologije.
"Če se lahko naučimo, kako ustvariti kubite v tej dvodimenzionalni matriki, je to velika, velika stvar," je v novicah dejal Arun Bansil, profesor fizike na Northeastern in soavtor članka izdaja.
Bansil in njegovi kolegi so prebrskali na stotine različnih kombinacij materialov, da bi našli tiste, ki lahko gostijo kubit z uporabo naprednih računalniških algoritmov.
"Ko smo pregledali veliko teh materialov, smo na koncu našli le peščico možnih napak - približno ducat ali več," je dejal Bansil. "Tu sta pomembna tako material kot vrsta napake, ker načeloma obstaja veliko vrst napak, ki se lahko ustvarijo v katerem koli materialu."
Kritična ugotovitev je, da tako imenovani "antisit" defekt v filmih dvodimenzionalnih dihalkogenidov prehodnih kovin nosi nekaj, kar se imenuje "spin". Spin, imenovan tudi kotni moment, opisuje temeljno lastnost elektronov, definiranih v enem od dveh potencialnih stanj: navzgor ali navzdol, je dejal Bansil.
Eno temeljno načelo kvantne mehanike je, da stvari, kot so – atomi, elektroni, fotoni – nenehno medsebojno delujejo v večji ali manjši meri, je dejal Mark Mattingley-Scott, generalni direktor EMEA pri podjetju za kvantno računalništvo Quantum Brilliance, v email.
Če se lahko naučimo ustvariti kubite v tej dvodimenzionalni matriki, je to velika, velika stvar.
"Kvantni računalniki izkoriščajo to soodvisnost med kubiti, ki so v bistvu najpreprostejši možni kvantno mehanski sistem, da drastično povečajo število rešitev, ki jih lahko raziskujemo vzporedno, ko izvajamo kvantni program," je dodal.
Kvantni skok
Kljub nedavnemu preboju na področju kubitov ne pričakujte, da bodo kvantni računalniki kmalu nadomestili vaš prenosnik. Raziskovalci še vedno ne poznajo najboljšega fizičnega sistema za izdelavo kvantnega računalnika, je Michael Raymer, profesor fizike na Univerzi v Oregonu, ki preučuje kvantno računalništvo, povedal Lifewire v elektronski pošti.
"Verjetno je, da v naslednjem desetletju ne bo obsežnega univerzalnega QC, ki bi lahko rešil kateri koli dobro zastavljen kvantni problem," je dejal Raymer. "Torej ljudje gradijo prototipe z uporabo različnih materialnih 'platform'."
Nekateri najnaprednejši prototipi uporabljajo ujete ione, vključno s tistimi, ki so jih izdelala podjetja, kot sta ionQ in Quantinuum. "Ti imajo prednost, da so vsi atomi ene vrste (recimo natrij) popolnoma enaki, kar je zelo uporabna lastnost," je dejal Raymer.
Prihodnje aplikacije za kvantno računalništvo so neomejene, pravijo pospeševalci.
"Odgovor na to vprašanje je podoben odgovoru na isto vprašanje o digitalnih računalnikih v šestdesetih letih prejšnjega stoletja," je dejal Raymer. "Nihče ni pravilno napovedal odgovora takrat in nihče tega ne more storiti zdaj. Toda znanstvena skupnost je popolnoma prepričana, da bo tehnologija, če bo uspešna, imela enak učinek kot polprevodniška revolucija v letih 1990-2000."
