小さな機械装置が量子コンピューターに電力を供給する可能性がある

実用的な量子コンピューターは、単純な機械装置に触発された新しい研究のおかげで、現実に一歩近づくかもしれません。

スタンフォード大学の研究者 重要な実験装置を開発したと主張する 将来の量子物理学ベースの技術のために。 この技術には、電話の動きを測定する発振器など、動きを利用する音響機器が含まれます。 これは、量子力学の奇妙な力をコンピューティングに利用するための成長する取り組みの一環です。

「今日、多くの企業が量子コンピューティングを実験していますが、「概念実証」プロジェクトを超えた実用的なアプリケーションは、おそらく2〜3年先にあります。」 ユヴァル・ボガー、量子コンピューティング会社Classiqの最高マーケティング責任者は電子メールのインタビューでLifewireに語った。 「ここ数年で、より大型でより高性能なコンピューターが導入され、これらの今後のマシンを利用できるソフトウェアプラットフォームが採用されるでしょう。」

量子コンピューティングにおける機械システムの役割

スタンフォード大学の研究者たちは、機械システムの利点を量子スケールにまで下げようとしています。 Nature誌に掲載された最近の研究によると、彼らは参加することでこの目標を達成しました エネルギーを量子ビット、または量子「ビット」で保存および処理できる回路を備えた小さな発振器 情報。 量子ビットは、高度なコンピューターに電力を供給することができる量子力学的効果を生成します。

「このデバイスを使用して、機械システムに基づいて量子コンピューターやその他の有用な量子デバイスを構築するための重要な次のステップを示しました。」 アミール・サファビ-ナイニ論文の筆頭著者である、はニュースリリースで述べた。 「私たちは本質的に、「機械的量子力学」システムの構築を目指しています。」

小さな機械装置を作るのは大変な作業でした。 チームは、ナノメートルスケールの解像度でハードウェアコンポーネントを作成し、それらを2つのシリコンコンピューターチップに配置する必要がありました。 次に、研究者は2つのチップをくっつける一種のサンドイッチを作成したので、下のチップの要素は上半分の要素に面していました。

下部のチップには、デバイスの量子ビットを形成するアルミニウム超伝導回路があります。 この回路にマイクロ波パルスを送信すると、光子（光の粒子）が生成され、マシン内の情報のキュービットがエンコードされます。

ビットを0または1のいずれかを表す電圧として格納する従来の電気デバイスとは異なり、量子力学デバイスのキュービットは、0と1の組み合わせを同時に表すこともできます。 重ね合わせとして知られる現象により、量子システムは、システムが測定されるまで、一度に複数の量子状態で終了することができます。

「量子力学的レベルで現実が機能する方法は、私たちの巨視的な世界の経験とは大きく異なります」とSafavi-Naeini氏は述べています。

量子コンピューティングの進歩

量子技術は急速に進歩していますが、実用化の準備が整う前にクリアする必要のあるハードルがあります。 Itamar SivanQuantum MachinesのCEOである、は、電子メールのインタビューでLifewireに語った。

「量子コンピューティングは、おそらく現在、社会が占めている最も挑戦的なムーンショットです」とSivan氏は述べています。 「それが実用化されるためには、量子コンピューティングスタックの複数の層における大きな進歩と進歩が必要になるでしょう。」

現在、量子コンピューターはノイズに悩まされています。つまり、時間の経過とともに、キュービットは非常にノイズが多くなり、そこにあるデータを理解する方法がなくなり、役に立たなくなります。 Zak Romaszko、UniversalQuantum社のエンジニアがメールで述べました。

「実際には、これは、量子コンピューターのアルゴリズムが、失敗するまでのわずかな時間または操作の数に制限されていることを意味します」とRomaszko氏は述べています。 「この騒々しいレジームが実際的な結果を生み出すことができるかどうかは明らかではありませんが、いくつかの研究者は基本的な化学物質のシミュレーションが手の届くところにあると信じています。」

量子コンピューティングは、近年、特に、量子コンピューターが次のような操作を実行する、いわゆる「量子超越性」の実証によって、大きな進歩を遂げました。 著者は主張した 通常の機械が完成するのに約10、000年かかったでしょう。 「通常のコンピューターがこれほど長くかかるかどうかについては議論があったが、それでも注目に値するデモンストレーションだ」とロマシュコ氏は語った。

技術的なハードルが解決されると、Sivanは、数年以内に、量子コンピューティングが暗号化からワクチンの発見まですべてに大きな影響を及ぼし始めると予測しています。 「量子コンピューターがほんのわずかな時間でワクチンを発見するのを助けることができたなら、Covid-19パンデミックがどれほど異なっていたか想像してみてください」と彼は言いました。