将来の量子コンピューターは水晶を動力源とするかもしれない

物理学者は、原子が互いに相互作用する奇妙な方法を利用して、量子コンピューターを構築しています。

によると、一部の結晶の原子欠陥は、量子コンピューティング革命の可能性を解き放つのに役立つ可能性があります ノースイースタン大学の研究者による発見. 科学者たちは、結晶を使って量子ビットを作る新しい方法を発見したと語った。 エンタングルメントと呼ばれる量子物理学の特性を展開する量子技術の進歩により、より強力でエネルギー効率の高いデバイスが可能になる可能性があります。

「エンタングルメントとは、粒子同士が結合しているように振る舞う関係を作るためのファンシーな言葉です。」 ヴィンセントバーク、量子コンピューティング会社Quantum XchangeのCRO＆CSOは、電子メールのインタビューでLifewireに語った。

「この関係は、あるパーティクルに対するアクションが別のパーティクルに影響を与えることができるという点で特別です。 これがまさに計算の力の出番です。あるものの状態が変化したり、別の状態に影響を及ぼしたりする可能性がある場合です。 実際、このクレイジーなエンタングルメントボンドに基づいて、計算のすべての可能な結果を​​ほんの数個の粒子で表すことができます。」

量子ビット

研究者は 最近の論文 自然 特定のクラスの材料、具体的には、二次元遷移金属ジカルコゲナイドの欠陥、 量子ビット、または略してキュービットを作成するための原子特性が含まれています。これは、量子の構成要素です。 テクノロジー。

「この2次元行列で量子ビットを作成する方法を学ぶことができれば、それは大したことです」 アルン・バンシルノースイースタン大学の物理学教授であり、論文の共著者である、はニュースリリースで述べた。

Bansilと彼の同僚は、高度なコンピューターアルゴリズムを使用してキュービットをホストできるものを見つけるために、何百もの異なる材料の組み合わせを選別しました。

「これらの資料をたくさん調べたところ、結局、実行可能な欠陥はほんの一握りで、約12個ほどしか見つかりませんでした」とBansil氏は述べています。 「ここでは、材料と欠陥の種類の両方が重要です。これは、原則として、どの材料にも多くの種類の欠陥が発生する可能性があるためです。」

重要な発見は、二次元遷移金属ジカルコゲニドの膜におけるいわゆる「アンチサイト」欠陥が「スピン」と呼ばれるものを持っているということです。 スピンは角運動量とも呼ばれ、2つの潜在的な状態の1つで定義される電子の基本的な特性を表します：上または下、バンシルは言いました。

量子力学の基本原理の1つは、原子、電子、光子などが常に多かれ少なかれ相互作用することです。 マーク・マッティングリー-スコット、量子コンピューティング会社Quantum BrillianceのEMEAマネージングディレクターは、電子メールで述べた。

「量子コンピューターは、量子ビット間のこの相互依存性を利用します。これは、本質的に可能な限り最も単純な量子です。 機械システム、量子プログラムを実行するときに並行して探索できるソリューションの数を大幅に増やすために」 彼が追加した。

飛躍的進歩

最近のキュービットの飛躍的進歩にもかかわらず、量子コンピューターがすぐにラップトップに取って代わることを期待しないでください。 研究者たちは、量子コンピューターを構築するための最良の物理システムをまだ知りません。 マイケル・レイマー、量子コンピューティングを研究しているオレゴン大学の物理学教授は、Lifewireに電子メールで語った。

「今後10年間で、適切な量子問題を解決できる大規模なユニバーサルQCは存在しない可能性が高い」とレイマー氏は述べた。 「それで、人々はさまざまな材料の「プラットフォーム」を使用してプロトタイプを構築しています。」

最先端のプロトタイプのいくつかは、ionQやHoneywell Quantumなどの企業によって構築されたものを含め、トラップされたイオンを使用します。 「これらには、単一のタイプ（ナトリウムなど）のすべての原子が厳密に同一であるという利点があり、非常に有用な特性です」とレイマー氏は述べています。

ブースターによると、量子コンピューティングの将来のアプリケーションは無限です。

「この質問に答えることは、1960年代にデジタルコンピュータについての同じ質問に答えることに似ています」とレイマーは言いました。 「当時、誰も答えを正しく予測していなかったし、今は誰もそうすることができない。 しかし、科学界は、技術が成功すれば、1990年代から2000年代の半導体革命と同じくらい影響力があると確信しています。」