2D マテリアルがどのようにしてコンピュータの高速化につながるのか

専門家らによると、最近の物理学の進歩は、コンピューターの大幅な高速化を意味し、創薬から気候変動の影響の理解に至るまで、あらゆる分野で革命をもたらす可能性があるという。

科学者たちは、新しいタイプのトランジスタ内の電子スピンを検出し、マッピングしました。 この研究は、電子の電荷だけでなく自然磁気を利用する高速コンピュータにつながる可能性があります。 この発見は、量子コンピューターを含むこの分野で今後起こる革命の一部となる可能性がある。

「量子コンピューターは、古典的なコンピューターとは根本的に異なる方法で情報を処理します。 今日の古典的なコンピューターでは事実上解決不可能な問題を解決するためです」と共同創設者兼 CEO の John Levy 氏は述べています。 の 量子コンピューティング企業 Seeqcとメールインタビューで語った。

「たとえば、Google と NASA が実施した実験では、特定の量子アプリケーションからの結果が生成されました 世界で最も強力なスーパーコンピューターを開発するには、推定 10,000 年かかるのに比べて、わずか数分で完了します。 世界。"

二次元素材

最近の発見では、科学者たちは電子のスピンを利用して計算を実行するスピントロニクスと呼ばれる新しい分野を研究しました。 現在のエレクトロニクスは電子の電荷を使用して計算を行います。 しかし、電子のスピンを監視することは困難であることがわかっています。

材料科学部門が率いるチーム 筑波大学 電子スピン共鳴 (ESR) を使用して、二硫化モリブデン トランジスタ内を移動する不対スピンの数と位置を監視したと主張しています。 ESR は、医療画像を作成する MRI 装置と同じ物理原理を使用します。

トランジスタを測定するには、デバイスを絶対零度よりわずか 4 度上回るまで冷却する必要がありました。 「ESR信号はドレイン電流とゲート電流と同時に測定された」と研究論文の共著者である丸本和弘教授は論文で述べた。 ニュースリリース.

二硫化モリブデンと呼ばれる化合物が使用されたのは、その原子がほぼ平らな二次元 (2D) 構造を形成しているためです。 「理論計算により、スピンの起源がさらに特定された」と、もう一人の共著者であるマウゴルザタ・ヴィエルツボウスカ教授はニュースリリースで述べた。

量子コンピューティングの進歩

量子コンピューティングは、急速に進歩しているコンピューティングのもう 1 つの分野です。 ハネウェル 最近発表された 全体的なパフォーマンスの尺度である量子量の新記録を樹立したということです。

「この高いパフォーマンスと、低エラーの中間回路測定を組み合わせることで、量子アルゴリズム開発者が革新できる独自の機能が提供されます」と同社はリリースで述べている。

古典的なコンピューターはバイナリ ビット (1 または 0) に依存しますが、量子コンピューターは量子ビットを介して情報を処理します。 量子力学の理論は、1 か 0 として、または両方として同時に存在することができ、処理能力が指数関数的に増加します、と Levy 氏は言います。 言った。

レヴィ氏によると、量子コンピューターは、これまで不可能だと考えられていた科学やビジネス上の問題を解決する一連の重要なアプリケーションを実行できるという。 メガヘルツなどの通常の速度測定は、量子コンピューティングには適用されません。

量子コンピューターで重要なのは、従来のコンピューターでの速度の考え方とは異なります。 「実際、これらのデバイスは多くの場合、量子コンピューターよりもはるかに高速で動作します」とレヴィ氏は言う。

「重要なのは、量子コンピューターは、これまで不可能だと考えられていた一連の重要な科学的およびビジネス上の問題のアプリケーションを実行できるということです。」

量子コンピューターが実用化されれば、研究や発見を通じてテクノロジーが個人の生活に影響を与える可能性は無限にあるとレヴィ氏は語った。

同氏は、「実際の人間で試験することなく、医薬品の臨床試験の安全性と有効性をシミュレートするのに十分な量子コンピュータアプリケーションを構築することを想像してみてください」と述べた。

「あるいは、生態系モデル全体をシミュレートできる量子コンピューターアプリケーションさえあれば、気候変動の影響をより適切に管理し、対処するのに役立ちます。」

初期段階の量子コンピューターはすでに存在しますが、研究者たちはその実用化を見つけるのに苦労しています。 レヴィ氏は、Seeqc は「現実世界の問題を中心に構築され、ビジネスのニーズに合わせて拡張できる量子アーキテクチャ」を 3 年以内に提供する予定だと述べた。

レヴィ氏は、量子コンピューターが平均的なユーザーに利用できるようになるまでには何年もかかるだろうと述べた。 「しかし、このテクノロジーのビジネス応用はすでに明らかになりつつあります。 医薬品開発、物流の最適化、量子などのデータ集約型産業 化学」と彼は付け加えた。