Ključni izsledki
- Raziskovalci pravijo, da bi uporaba dvodimenzionalnih materialov lahko vodila do hitrejših računalnikov.
- Odkritje bi lahko bilo del prihajajoče revolucije na področju, ki vključuje kvantne računalnike.
- Honeywell je pred kratkim objavil, da je postavil nov rekord za kvantno prostornino, merilo splošne zmogljivosti.
Nedavni napredek v fiziki bi lahko pomenil bistveno hitrejše računalnike, ki bi vodili v revolucijo v vsem, od odkritja zdravil do razumevanja učinkov podnebnih sprememb, pravijo strokovnjaki.
Znanstveniki so odkrili in preslikali elektronske vrtljaje v novi vrsti tranzistorja. Ta raziskava lahko vodi do hitrejših računalnikov, ki izkoriščajo naravni magnetizem elektronov namesto le njihovega naboja. Odkritje bi lahko bilo del prihajajoče revolucije na področju, ki vključuje kvantne računalnike.
"Kvantni računalniki obdelujejo informacije na bistveno drugačen način kot klasični računalniki, kar jim omogoča reševanje problemov, ki so praktično nerešljivi z današnjimi klasičnimi računalniki," John Levy, soustanovitelj in izvršni direktor podjetja za kvantno računalništvo Seeqc, je rekel v intervjuju po elektronski pošti.
"Na primer, v poskusu, ki sta ga izvedla Google in NASA, so bili rezultati določene kvantne aplikacije ustvarjeni v majhnem številu minut v primerjavi z ocenjenimi 10.000 leti, ki bi jih potreboval najmočnejši superračunalnik na svetu svet."
Dvodimenzionalni materiali
Z nedavnim odkritjem so znanstveniki raziskovali novo področje, imenovano spintronika, ki uporablja vrtenje elektronov za izvajanje izračunov. Trenutna elektronika za izračune uporablja naboj elektrona. Toda spremljanje vrtenja elektronov se je izkazalo za težavno.
Ekipa, ki jo vodi Oddelek za znanost o materialih na Univerzi v Tsukubi, trdi, da je uporabila elektronsko spinsko resonanco (ESR) za spremljanje števila in lokacije neparnih vrtljajev, ki se premikajo skozi tranzistor z molibdenovim disulfidom. ESR uporablja isti fizikalni princip kot naprave MRI, ki ustvarjajo medicinske slike.
»Predstavljajte si, da zgradite kvantno računalniško aplikacijo, ki zadostuje za simulacijo varnosti in učinkovitosti kliničnih preskušanj zdravil – ne da bi jih kdaj preizkusili na resnični osebi.«
Za merjenje tranzistorja je bilo treba napravo ohladiti na samo 4 stopinje nad absolutno ničlo. "Signali ESR so bili izmerjeni sočasno z odvodnimi in vratnimi tokovi," je v sporočilu za javnost dejal profesor Kazuhiro Marumoto, soavtor študije.
Uporabljena je bila spojina, imenovana molibdenov disulfid, ker njeni atomi tvorijo skoraj ravno dvodimenzionalno (2D) strukturo. "Teoretični izračuni so dodatno odkrili izvor vrtljajev," je v sporočilu za javnost dejala profesorica Małgorzata Wierzbowska, druga soavtorica.
Napredek kvantnega računalništva
Kvantno računalništvo je še eno področje računalništva, ki hitro napreduje. Honeywell je pred kratkim objavil, da je postavil nov rekord za kvantno prostornino, merilo splošne zmogljivosti.
"Ta visoka zmogljivost v kombinaciji z merjenjem vmesnega tokokroga z nizko napako zagotavlja edinstvene zmogljivosti, s katerimi lahko razvijalci kvantnih algoritmov uvajajo inovacije," je v izdaji zapisalo podjetje.
Medtem ko se klasični računalniki zanašajo na binarne bite (enice ali ničle), kvantni računalniki obdelujejo informacije prek kubitov, ki zaradi kvantne mehanike lahko obstajajo bodisi kot ena ali nič ali oboje hkrati – eksponentno narašča procesorska moč, Levy je rekel.
Kvantni računalniki lahko poganjajo vrsto pomembnih aplikacij za znanstvene in poslovne probleme, ki so se prej zdele nemogoče, je dejal Levy. Običajne mere hitrosti, kot je megaherc, ne veljajo za kvantno računalništvo.
Pomemben del kvantnih računalnikov ni hitrost na način, kot si mislimo o hitrosti pri tradicionalnih računalnikih. "Pravzaprav te naprave pogosto delujejo pri veliko višjih hitrostih kot kvantni računalniki," je dejal Levy.
"Bistvo je v tem, da lahko kvantni računalniki poganjajo vrsto pomembnih aplikacij za znanstvene in poslovne probleme, ki so se prej zdele nemogoče."
Če bodo kvantni računalniki kdaj postali praktični, je načinov, kako bi lahko tehnologija z raziskavami in odkritji vplivala na življenja posameznikov, neskončno, je dejal Levy.
"Predstavljajte si, da zgradite kvantno računalniško aplikacijo, ki zadostuje za simulacijo varnosti in učinkovitosti kliničnih preskušanj zdravil – ne da bi jih kdaj testirali na resnični osebi," je rekel.
"Ali celo kvantno računalniško aplikacijo, ki lahko simulira celotne modele ekosistema, kar nam pomaga pri boljšem upravljanju in boju proti posledicam podnebnih sprememb."
Kvantni računalniki v zgodnji fazi že obstajajo, vendar se raziskovalci trudijo najti njihovo praktično uporabo. Levy je dejal, da Seeqc načrtuje, da bo v treh letih zagotovil "kvantno arhitekturo, ki je zgrajena okoli problemov v resničnem svetu in ima možnost prilagajanja velikosti, da zadosti potrebam podjetij."
Kvantni računalniki povprečnemu uporabniku še leta ne bodo na voljo, je dejal Levy. "Toda poslovne aplikacije za tehnologijo se že kažejo v podatkovno intenzivnih panogah, kot so farmacevtski razvoj, optimizacija logistike in kvantna kemija," je dodal.
