Lemputės gali padėti maitinti kvantinius kompiuterius

Paprasta lemputė galėtų būti raktas į praktiškus kvantinius kompiuterius paversti realybe, atveriant daug galingesnių duomenų kaupimo galimybių.

JAV Energetikos departamento Argonne nacionalinės laboratorijos mokslininkai teigia žengė dar vieną žingsnį kuriant naujo tipo kompiuterį kuri naudoja kvantinius bitus arba kubitus. Ši technika apima elektronų purškimą iš lemputės kaitinamojo siūlo, pagal a naujausias popierius recenzuojamame žurnale Gamta.

Michaelas Nizichas, Niujorko technologijos instituto kompiuterių mokslų profesorius, kuris nedalyvavo šiame straipsnyje, duodamas interviu su Lifewire Argonne tyrimus pavadino „gana svarbiu“.

„Tai gali padėti pagrindus tikrai prieinamam funkcinių kvantinių procesorių paskirstymui į a įvairių skaičiavimo įrenginių, vedančių į naujos kartos potencialiai neribotus kompiuterių procesorius“, – sakė jis pridėta.

Geresni bitai

Kvantiniai kompiuteriai žada pakeisti skaičiavimą. Skirtingai nuo įprasto dvejetainio skaičiavimo, kubitai į skaičiavimo procesą prideda trečią informacijos vienetą, o ne 1-0, ir tai yra 1-0-1/0, „TackleAI“ generalinis direktorius. Sergio Suarezas jaunesnysis el. paštu pasakė „Lifewire“. Trečiojo vieneto, 1 ir 0, pridėjimas vienu metu vadinamas superpozicija, ty tai yra ir 0, ir 1, ir visi taškai tarp jų.

„Ši kubitų superpozicija leidžia kvantiniams kompiuteriams atlikti milijoną skaičiavimų vienu metu ir todėl kvantinis kompiuteris yra eksponentiškai greitesnis ir galingesnis nei tradicinis kompiuteris“, – sakė Suarezas jaunesnysis sakė.

Argonne komanda sutelkė dėmesį į vieno elektrono naudojimą kaip kubitą. Kaitinant lemputės giją, išskiriamas elektronų srautas, tačiau kubitai yra labai jautrūs supančios aplinkos trikdžiams. Norėdami išspręsti šią problemą, tyrėjai vakuume sulaikė elektroną ant itin gryno kieto neoninio paviršiaus.

„Su šia platforma pirmą kartą pasiekėme stiprų ryšį tarp vieno elektrono beveik vakuuminėje aplinkoje ir vieno mikrobangų fotono rezonatoriuje. Xianjing Zhou, pranešime spaudai sakė pirmasis šio straipsnio autorius. „Tai atveria galimybę naudoti mikrobangų fotonus kiekvienam elektronų kubitui valdyti ir daugelį jų susieti kvantiniame procesoriuje.

Skotas Buchholzas, besiformuojantis technologijų lyderis ir „Deloitte Consulting“ vyriausybės ir viešųjų paslaugų vyriausiasis techninis pareigūnas, pasakojo Lifewire kad dauguma kubitų kūrimo būdų yra pagrįsti atskirų atomų arba fotonų naudojimu, o Argonne dirba su sistema, kuri naudoja elektronų.

„Yra daugiau nei pusšimtis skirtingų metodų, kuriuos organizacijos tiria siekdamos sukurti kubitus, kurių kiekvienas turi savo privalumų, trūkumų ir svarstymų“, – sakė Buchholzas. "Pavyzdžiui, kai kurie metodai gali įgalinti greitesnį qubit ir qubit ryšį, tačiau yra jautresni triukšmui ir klaidoms."

Greitesni procesoriai

Kvantiniame skaičiavime kubitas yra sąvoka, kuri, skirtingai nei tradicinis bitas, gali būti ir 0, ir 1, matuojant tai, kas vadinama sukimu, paaiškino Nizichas. Šį procesą buvo itin sunku išmatuoti ir kontroliuoti, „tačiau šios potencialiai neribotos būsenos galimybė reiškia visišką tradicinio modelio permąstymą“, – pridūrė jis.

Įmonės, įskaitant IBM ir „Google“ turi sistemas su iki 100 kubitų apdorojimo galia. Tačiau, sakė Nizichas, šių technologijų gigantų požiūris gali būti sunkiai perkeliamas į ateities viltis turėti kvantinius procesorius telefonuose, nešiojamuosiuose kompiuteriuose, automobiliuose ir net buitiniuose prietaisuose.

„Štai kodėl Argonne'o atradimai yra tokie svarbūs, nes juose gali būti šios technologijos raktas tampa labiau prieinamas įvairesniam tyrėjų įvairovei, todėl atsiranda daugiau atradimų. Nizichas pasakė. „Tai taip pat gali reikšti, kad ateityje gali būti įmanoma gaminti didelius kvantinius procesorius.

Nepaisant optimistinių Argonne mokslininkų rezultatų, ekspertai perspėja, kad praktiški kvantiniai kompiuteriai vis dar nėra pasirengę nusileisti ant jūsų stalo. Benjaminas Bloomas, kvantinių skaičiavimų įmonės „Atom Computing“ įkūrėjas, „Lifewire“ el. laiške nurodė, kad didžiausias iššūkis sukurti kvantinį kompiuteris keičia jūsų kubitų sistemos mastelį, kad pasiektų šimtus tūkstančių iki milijonų kubitų, kurių greičiausiai reikia norint sukurti naudingą kvantą kompiuteris.

Markas Mattingley-Scottas, kvantinių skaičiavimų bendrovės „Quantum Brilliance“ generalinis direktorius, elektroniniu paštu sakė, kad naujoji technologija paspartins pastangas sukurti didelio našumo debesyje pagrįstus kvantinius kompiuterius. Tačiau, pridūrė jis, išlieka iššūkių, kad procesas būtų pakankamai mažas, kad tilptų į kasdienius kompiuterius.

„Yra ilgas kelias, kol kietieji neoniniai kubitai bus pasiekiami jūsų kompiuterio greitintuvo kortelėje“, - sakė jis.