Kako bi 2D materijali mogli dovesti do bržih računala

Nedavni napredak u fizici mogao bi značiti znatno brža računala koja bi dovela do revolucije u svemu, od otkrića lijekova do razumijevanja učinaka klimatskih promjena, kažu stručnjaci.

Znanstvenici su otkrili i mapirali elektroničke vrtnje u novoj vrsti tranzistora. Ovo bi istraživanje moglo dovesti do bržih računala koja iskorištavaju prirodni magnetizam elektrona umjesto samo njihov naboj. Otkriće bi moglo biti dio nadolazeće revolucije u području koje uključuje kvantna računala.

„Kvantna računala obrađuju informacije na bitno drugačiji način od klasičnih računala koja to omogućuju za rješavanje problema koji su praktički nerješivi s današnjim klasičnim računalima," John Levy, suosnivač i izvršni direktor the

tvrtka za kvantno računalstvo Seeqc, rekao je u intervjuu e-poštom.

"Na primjer, u eksperimentu koji su izveli Google i NASA, generirani su rezultati specifične kvantne aplikacije u malom broju minuta u usporedbi s procijenjenih 10 000 godina bilo bi potrebno najsnažnijem superračunalu u svijet."

Dvodimenzionalni materijali

U nedavnom otkriću znanstvenici su istraživali novo područje zvano spintronika, koje koristi spin elektrona za izvođenje izračuna. Današnja elektronika koristi naboj elektrona za izračune. Ali praćenje vrtnje elektrona pokazalo se teškim.

Tim predvođen Odjelom za znanost o materijalima pri Sveučilište Tsukuba tvrdi da je koristio elektronsku spinsku rezonanciju (ESR) za praćenje broja i položaja nesparenih spinova koji se kreću kroz molibden disulfidni tranzistor. ESR koristi isti fizički princip kao MRI strojevi koji stvaraju medicinske slike.

Za mjerenje tranzistora, uređaj je morao biti ohlađen na samo 4 stupnja iznad apsolutne nule. "ESR signali su mjereni istovremeno sa strujom odvoda i izlaza", rekao je profesor Kazuhiro Marumoto, koautor studije. vijesti.

Korišten je spoj nazvan molibden disulfid jer njegovi atomi tvore gotovo ravnu dvodimenzionalnu (2D) strukturu. "Teorijski izračuni dalje su identificirali podrijetlo vrtnji", rekla je profesorica Małgorzata Wierzbowska, još jedan koautor, u priopćenju za javnost.

Napredak u kvantnom računalstvu

Kvantno računalstvo još je jedno područje računalstva koje brzo napreduje. Honeywell nedavno objavljeno da je postavio novi rekord za kvantni volumen, mjeru ukupne izvedbe.

"Ova visoka izvedba, u kombinaciji s mjerenjem srednjeg kruga niske pogreške, pruža jedinstvene mogućnosti s kojima razvijači kvantnih algoritama mogu inovirati", rekla je tvrtka u priopćenju.

Dok se klasična računala oslanjaju na binarne bitove (jedinice ili nule), kvantna računala obrađuju informacije putem qubita, koji zbog kvantne mehanike, može postojati ili kao jedan ili kao nula ili oboje u isto vrijeme - eksponencijalno rastuća snaga obrade, Levy rekao je.

Kvantna računala mogu pokrenuti niz značajnih aplikacija za znanstvene i poslovne probleme za koje se ranije smatralo da su nemoguće, rekao je Levy. Uobičajene mjere brzine poput megaherca ne primjenjuju se na kvantno računalstvo.

Važan dio kvantnih računala nije brzina na način na koji mislimo o brzini s tradicionalnim računalima. "Zapravo, ti uređaji često rade puno većim brzinama od kvantnih računala", rekao je Levy.

"Poanta je u tome da kvantna računala mogu pokrenuti niz važnih znanstvenih i poslovnih problema za koje se ranije smatralo da su nemoguće."

Ako kvantna računala ikada postanu praktična, načini na koje bi tehnologija mogla utjecati na živote pojedinaca kroz istraživanja i otkrića su beskrajni, rekao je Levy.

"Zamislite izgradnju kvantne računalne aplikacije dovoljne za simulaciju sigurnosti i učinkovitosti kliničkih ispitivanja lijekova—bez da ih ikada testirate na stvarnoj osobi", rekao je.

"Ili čak kvantna računalna aplikacija koja može simulirati cijele modele ekosustava, pomažući nam da bolje upravljamo i borimo se protiv učinaka klimatskih promjena."

Kvantna računala u ranoj fazi već postoje, ali istraživači se bore da im pronađu praktičnu primjenu. Levy je rekao da Seeqc planira u roku od tri godine isporučiti "kvantnu arhitekturu koja je izgrađena oko problema iz stvarnog svijeta i ima mogućnost skaliranja kako bi zadovoljila potrebe poduzeća."

Kvantna računala neće biti dostupna prosječnom korisniku godinama, rekao je Levy. "Ali poslovna primjena tehnologije već se očituje podatkovno intenzivne industrije kao što su farmaceutski razvoj, optimizacija logistike i kvantna kemije", dodao je.