Kaip 2D medžiagos gali padėti sukurti greitesnius kompiuterius

Pasak ekspertų, naujausi fizikos pažanga gali reikšti, kad kompiuteriai bus žymiai greitesni, o tai sukels revoliuciją nuo narkotikų atradimo iki klimato kaitos poveikio supratimo.

Mokslininkai aptiko ir atvaizdavo elektroninius sukimus naujo tipo tranzistorius. Šis tyrimas gali padėti sukurti greitesnius kompiuterius, kurie naudojasi natūraliu elektronų magnetizmu, o ne tik jų krūviu. Šis atradimas gali būti būsimos revoliucijos šioje srityje, apimančios kvantinius kompiuterius, dalis.

„Kvantiniai kompiuteriai apdoroja informaciją iš esmės kitaip nei klasikiniai kompiuteriai, kurie juos įgalina išspręsti problemas, kurių šiandienos klasikiniai kompiuteriai praktiškai neišsprendžia“, – Johnas Levy, vienas iš įkūrėjų ir generalinis direktorius. į

kvantinių skaičiavimų įmonė Seeqc, sakė interviu el.

„Pavyzdžiui, Google ir NASA atliktame eksperimente buvo gauti rezultatai iš konkrečios kvantinės programos per nedidelį skaičių minučių, palyginti su 10 000 metų, prireiktų galingiausio superkompiuterio pasaulyje. pasaulis“.

Dvimatės medžiagos

Neseniai atradę mokslininkai ištyrė naują sritį, vadinamą spintronika, kuri skaičiavimams atlikti naudoja elektronų sukimąsi. Dabartinė elektronika naudoja elektronų krūvį skaičiavimams atlikti. Tačiau stebėti elektronų sukimąsi pasirodė sudėtinga.

Medžiagų mokslo skyriaus vadovaujama komanda Cukubos universitetas teigia, kad naudojo elektronų sukimosi rezonansą (ESR), kad stebėtų nesuporuotų sukinių, judančių per molibdeno disulfido tranzistorių, skaičių ir vietą. ESR naudoja tą patį fizinį principą kaip ir MRT aparatai, kuriantys medicininius vaizdus.

Norint išmatuoti tranzistorių, prietaisas turėjo būti atvėsintas vos iki 4 laipsnių virš absoliutaus nulio. „ESR signalai buvo matuojami kartu su nutekėjimo ir vartų srovėmis“, – sakė tyrimo bendraautorius profesorius Kazuhiro Marumoto. spaudos pranešimas.

Buvo naudojamas junginys, vadinamas molibdeno disulfidu, nes jo atomai sudaro beveik plokščią dvimatę (2D) struktūrą. „Teoriniai skaičiavimai dar labiau nustatė sukimų kilmę“, – pranešime spaudai sakė kita bendraautorė profesorė Małgorzata Wierzbowska.

Kvantinės kompiuterijos pažanga

Kvantinė kompiuterija yra dar viena sparčiai tobulėjanti kompiuterijos sritis. Honeywell neseniai paskelbta kad ji pasiekė naują kvantinio tūrio rekordą – bendro našumo matą.

„Šis didelis našumas kartu su mažos paklaidos vidurinės grandinės matavimu suteikia unikalių galimybių, kuriomis kvantinių algoritmų kūrėjai gali diegti naujoves“, – rašoma bendrovės pranešime.

Nors klasikiniai kompiuteriai remiasi dvejetainiais bitais (vienetais arba nuliais), kvantiniai kompiuteriai apdoroja informaciją kubitais, todėl Kvantinės mechanikos, gali egzistuoti kaip vienas arba nulis arba abu vienu metu – eksponentiškai didėja apdorojimo galia, Levy sakė.

Levy sakė, kad kvantiniai kompiuteriai gali paleisti daugybę reikšmingų mokslinių ir verslo problemų, kurios anksčiau buvo laikomos neįmanomomis. Įprasti greičio matai, tokie kaip megahercai, netaikomi kvantiniam skaičiavimui.

Svarbi kvantinių kompiuterių dalis yra ne greitis, kaip mes galvojame apie greitį naudojant tradicinius kompiuterius. "Tiesą sakant, tie įrenginiai dažnai veikia daug didesniu greičiu nei kvantiniai kompiuteriai", - sakė Levy.

„Esmė ta, kad kvantiniai kompiuteriai gali paleisti daugybę svarbių mokslo ir verslo problemų, kurios anksčiau buvo laikomos neįmanomomis.

Jei kvantiniai kompiuteriai kada nors taps praktiški, būdų, kaip ši technologija gali paveikti žmonių gyvenimus atliekant tyrimus ir atradimus, yra begalė, sakė Levy.

„Įsivaizduokite, kad sukuriate kvantinio kompiuterio taikomąją programą, kurios pakaktų klinikinių vaistų tyrimų saugumui ir veiksmingumui imituoti – niekada jų nebandydami su tikru asmeniu“, – sakė jis.

„Ar net kvantinio kompiuterio programa, galinti imituoti ištisus ekosistemų modelius, padedanti mums geriau valdyti klimato kaitos padarinius ir su jais kovoti.

Ankstyvosios stadijos kvantiniai kompiuteriai jau egzistuoja, tačiau mokslininkai stengiasi rasti jiems praktinį panaudojimą. Levy teigė, kad „Seeqc“ planuoja per trejus metus pristatyti „kvantinę architektūrą, kuri sukurta atsižvelgiant į realias problemas ir galinti keisti mastelį, kad atitiktų verslo poreikius“.

Levy sakė, kad kvantiniai kompiuteriai paprastam vartotojui nebus prieinami daugelį metų. „Tačiau technologijos verslui taikomi pritaikymai jau pastebimi daug duomenų reikalaujančios pramonės šakos, tokios kaip farmacijos kūrimas, logistikos optimizavimas ir kvantinė chemija“, – pridūrė jis.