Žarulje bi mogle pomoći u snazi ​​kvantnih računala

Jednostavna žarulja mogla bi biti ključ za pretvaranje praktičnih kvantnih računala u stvarnost, otvarajući mogućnost za znatno moćnije sposobnosti drobljenja podataka.

Znanstvenici iz Nacionalnog laboratorija Argonne američkog Ministarstva energetike kažu da jesu napravio još jedan korak prema izgradnji nove vrste računala koji koristi kvantne bitove ili kubite. Tehnika uključuje raspršivanje elektrona iz niti žarulje, prema a noviji rad u recenziranom časopisu Priroda.

Michael Nizich, profesor informatike na New York Institute of Technology, koji nije bio uključen u rad, nazvao je istraživanje Argonnea "prilično važnim" u intervjuu e-poštom za Lifewire.

„To bi moglo postaviti temelje za uistinu pristupačnu distribuciju funkcionalnih kvantnih procesora u a raznih računalnih uređaja koji vode do sljedeće generacije potencijalno neograničenih računalnih procesora", rekao je on dodano.

Bolji bitovi

Kvantna računala obećavaju revoluciju u računalstvu. Za razliku od običnog binarnog računanja, qubiti dodaju treću jedinicu informacija u računalni proces – umjesto 1-0 – i to je 1-0-1/0, izvršni direktor TackleAI Sergio Suarez Jr rekao je za Lifewire putem e-pošte. Zbrajanje treće jedinice, simultanih 1 i 0, naziva se superpozicija, što znači da su i 0 i 1 i sve točke između.

„Ova superpozicija kubita omogućuje kvantnim računalima da rade na milijun kalkulacija odjednom i čini kvantno računanje eksponencijalno bržim i moćnijim od tradicionalnog računala", Suarez Jr. rekao je.

Tim iz Argonnea usredotočio se na korištenje jednog elektrona kao kubita. Zagrijavanje žarulje žarulje emitira struju elektrona, ali kubiti su vrlo osjetljivi na smetnje iz okolnog okoliša. Kako bi zaobišli ovaj problem, istraživači su zarobili elektron na ultračistoj čvrstoj neonskoj površini u vakuumu.

"S ovom platformom postigli smo, po prvi put ikad, snažnu spregu između jednog elektrona u okruženju gotovo vakuuma i jednog mikrovalnog fotona u rezonatoru", Xianjing Zhou, rekao je u priopćenju prvi autor lista. "Ovo otvara mogućnost korištenja mikrovalnih fotona za kontrolu svakog elektronskog kubita i povezivanje mnogih od njih u kvantni procesor."

Scott Buchholz, novi tehnološki lider i glavni tehnički službenik za vladu i javne usluge u Deloitte Consultingu, rekao je za Lifewire u e-poruci da se većina pristupa stvaranju kubita temelji na korištenju pojedinačnih atoma ili fotona, dok Argonne radi na sustavu koji koristi elektrona.

"Postoji više od pola tuceta različitih pristupa koje organizacije istražuju za stvaranje kubita, svaki sa svojim skupom prednosti, mana i razmatranja", rekao je Buchholz. "Na primjer, neki pristupi mogu omogućiti brže qubit to qubit veze, ali su osjetljiviji na šum i pogreške."

Brži procesori

U kvantnom računarstvu, kubit je koncept koji, za razliku od tradicionalnog bita, može biti i 0 i 1 u isto vrijeme mjerenjem onoga što je poznato kao spin, objasnio je Nizich. Taj je proces iznimno teško mjeriti i kontrolirati, "ali mogućnost ovog potencijalno neograničenog stanja znači potpuno preispitivanje tradicionalnog modela", dodao je.

Tvrtke uključujući IBM i Google imaju postojeće sustave s do 100 kubita procesorske snage. No, rekao je Nizich, pristupi ovih tehnoloških divova možda se neće lako prenijeti na buduće nade da će imati kvantne procesore u telefonima, prijenosnim računalima, automobilima, pa čak i kućanskim aparatima.

„Zato su Argonneova otkrića toliko važna jer možda sadrže ključ ove tehnologije postajući pristupačniji većem broju istraživača, [time] što dovodi do više otkrića," rekao je Nizich. "To također može značiti da bi proizvodnja kvantnih procesora u velikim razmjerima mogla biti moguća u budućnosti."

Unatoč optimističnim rezultatima znanstvenika iz Argonnea, stručnjaci upozoravaju da praktična kvantna računala još uvijek nisu spremna sletjeti na vaš stol. Benjamin Bloom, osnivač tvrtke za kvantno računanje Atom Computing, istaknuo je za Lifewire u e-poruci da je najveći izazov u izgradnji kvantnog računalo skalira vaš qubit sustav kako bi dosegao stotine tisuća do milijuna kubita koji su vjerojatno potrebni za izgradnju korisnog kvanta Računalo.

Mark Mattingley-Scott, izvršni direktor tvrtke za kvantno računanje Quantum Brilliance, rekao je putem e-pošte da će nova tehnologija ubrzati napore za stvaranje visokoučinkovitih kvantnih računala temeljenih na oblaku. No, dodao je, ostaju izazovi da se proces učini dovoljno malim da se uklopi u svakodnevna računala.

"Postoji dug put prije nego što čvrsti neonski kubiti budu dostupni na akceleratorskoj kartici u vašem računalu", rekao je.