Ateities kvantiniai kompiuteriai gali būti maitinami kristalais

Fizikai naudojasi keistais atomų sąveikos būdais, kurdami kvantinius kompiuterius.

Kai kurių kristalų atominiai defektai gali padėti atskleisti kvantinio skaičiavimo revoliucijos potencialą, teigia. Šiaurės rytų universiteto mokslininkų atradimai. Mokslininkai teigė atradę naują būdą, kaip pagaminti kvantinį bitą naudojant kristalus. Kvantinių technologijų pažanga, kuri diegia kvantinės fizikos savybes, vadinamas susipynimu, gali leisti sukurti galingesnius ir energiją taupančius įrenginius.

„Susipainiojimas yra išgalvotas žodis, skirtas sukurti ryšį tarp dalelių, dėl kurių jos elgiasi taip, lyg būtų sujungtos“. Vincentas Berkas, CRO ir CSO iš kvantinių skaičiavimų bendrovės Quantum Xchange pasakojo Lifewire interviu el. paštu.

„Šis ryšys ypatingas tuo, kad leidžia veiksmams su viena dalele daryti poveikį kitai. Būtent čia atsiranda skaičiavimo galia: kai vieno dalyko būsena gali pasikeisti arba paveikti kito būseną. Tiesą sakant, remiantis šiuo beprotišku susipynimo ryšiu, mes galime pavaizduoti visus galimus skaičiavimo rezultatus tik keliose dalelėse.

Kvantiniai bitai

Tyrėjai paaiškino a naujausias dokumentas Gamta tam tikros klasės medžiagų, ypač dvimačių pereinamųjų metalų dikalkogenidų, defektai, turėjo atominių savybių, leidžiančių sudaryti kvantinį bitą arba trumpiau kubitą, kuris yra kvanto kūrimo blokas technologijas.

„Jei galime išmokti kurti kubitus šioje dvimatėje matricoje, tai yra didelis dalykas“, Arūnas Bansilis, Šiaurės rytų fizikos profesorius ir šio straipsnio bendraautoris, sakė pranešime spaudai.

Bansilis ir jo kolegos ištyrė šimtus skirtingų medžiagų derinių, kad surastų tuos, kurie gali talpinti kubitą naudodami pažangius kompiuterinius algoritmus.

„Kai pažvelgėme į daugybę šių medžiagų, galiausiai radome tik keletą gyvybingų defektų – apie keliolika“, – sakė Bansilis. „Čia svarbu ir medžiaga, ir defekto tipas, nes iš esmės yra daugybė defektų tipų, kuriuos galima sukurti bet kurioje medžiagoje.

Kritinė išvada yra ta, kad vadinamasis „antisite“ defektas dvimačių pereinamųjų metalų dikalkogenidų plėvelėse turi kažką vadinamo „sukimu“. Sukimas, dar vadinamas kampiniu momentu, apibūdina pagrindinę elektronų savybę, apibrėžtą vienoje iš dviejų potencialių būsenų: aukštyn arba žemyn, sakė Bansil.

Vienas iš pagrindinių kvantinės mechanikos principų yra tas, kad tokie dalykai kaip atomai, elektronai, fotonai nuolat sąveikauja didesniu ar mažesniu mastu. Markas Mattingley-Scottas, kvantinių skaičiavimų bendrovės „Quantum Brilliance“ generalinis direktorius EMEA, sakė el.

„Kvantiniai kompiuteriai išnaudoja šią kubitų, kurie iš esmės yra paprasčiausias įmanomas kvantas, tarpusavio priklausomybę. mechaninę sistemą, kad drastiškai padidintume sprendimų, kuriuos galime ištirti lygiagrečiai, kai vykdome kvantinę programą, skaičių. jis pridėjo.

Kvantinis šuolis

Nepaisant pastarojo proveržio kubitų srityje, nesitikėkite, kad kvantiniai kompiuteriai greitai pakeis jūsų nešiojamąjį kompiuterį. Tyrėjai vis dar nežino geriausios fizinės sistemos kvantiniam kompiuteriui sukurti, Michaelas Raymeris, Oregono universiteto fizikos profesorius, studijuojantis kvantinį skaičiavimą, Lifewire sakė el.

„Tikėtina, kad per ateinantį dešimtmetį nebus didelio masto universalaus QC, kuris galėtų išspręsti bet kokią gerai iškeltą kvantinę problemą“, - sakė Raymeris. „Taigi, žmonės kuria prototipus naudodami įvairias medžiagas „platformas“.

Kai kuriuose pažangiausiuose prototipuose naudojami įstrigę jonai, įskaitant tuos, kuriuos sukūrė tokios kompanijos kaip ionQ ir Honeywell Quantum. „Jų pranašumas yra tas, kad visi vieno tipo (tarkime, natrio) atomai yra griežtai identiški, o tai labai naudinga savybė“, - sakė Raymeris.

Kvantinio skaičiavimo programos ateityje yra neribotos, teigia stiprintojai.

„Atsakymas į šį klausimą panašus į atsakymą į tą patį klausimą apie skaitmeninius kompiuterius septintajame dešimtmetyje“, - sakė Raymeris. „Atsakymo niekas teisingai nenumatė tada ir negali to padaryti dabar. Tačiau mokslo bendruomenė yra visiškai įsitikinusi, kad jei technologija pasiseks, ji bus tokia pat įtakinga kaip 1990-2000-ųjų puslaidininkių revoliucija.