Recomandări cheie
- Noile cercetări au descoperit o modalitate de a face biți cuantici folosind cristale.
- Descoperirea ar putea ajuta la eliberarea potențialului revoluției calculului cuantic.
- Dar experții spun că nu ar trebui să vă așteptați ca computerele cuantice să vă înlocuiască laptopul în curând.
Fizicienii exploatează modurile ciudate în care atomii interacționează între ei pentru a construi computere cuantice.
Defectele atomice ale unor cristale pot ajuta la dezlănțuirea potențialului revoluției de calcul cuantic, potrivit descoperirilor făcute de cercetătorii de la Universitatea Northeastern. Oamenii de știință au spus că au descoperit o nouă modalitate de a face un bit cuantic folosind cristale. Progresele în tehnologiile cuantice, care implementează proprietățile fizicii cuantice numite întanglement, ar putea permite dispozitive mai puternice și mai eficiente din punct de vedere energetic.
„Încălcirea este un cuvânt elegant pentru crearea unei relații între particule care le face să se comporte ca și cum ar fi legate între ele”, a declarat Vincent Berk, CRO și CSO al companiei de calcul cuantic Quantum Xchange, într-un interviu prin e-mail pentru Lifewire.
"Această relație este specială prin faptul că permite acțiunilor asupra unei particule să aibă un efect asupra alteia. Exact aici intervine puterea de calcul: când starea unui lucru se poate schimba sau afecta starea altuia. De fapt, pe baza acestei legături nebunești de încurcătură, suntem capabili să reprezentăm toate rezultatele posibile ale unui calcul în doar câteva particule."
Biți cuantici
Cercetătorii au explicat într-o lucrare recentă din Nature că defecte într-o anumită clasă de materiale, în special, dicalcogenuri de metale de tranziție bidimensionale, conțineau proprietățile atomice pentru a face un bit cuantic, sau pe scurt qubit, care este clădirea bloc pentru tehnologii cuantice.
„Dacă putem învăța cum să creăm qubiți în această matrice bidimensională, este o mare, mare lucru”, a spus Arun Bansil, profesor de fizică la Northeastern și coautor al lucrării, în știri. lansare.
Bansil și colegii săi au cercetat sute de combinații de materiale diferite pentru a le găsi pe cele capabile să găzduiască un qubit folosind algoritmi avansati de computer.
„Când ne-am uitat la multe dintre aceste materiale, în cele din urmă, am găsit doar o mână de defecte viabile – aproximativ o duzină și ceva”, a spus Bansil. „Atât materialul, cât și tipul de defect sunt importante aici, deoarece, în principiu, există multe tipuri de defecte care pot fi create în orice material.”
O constatare critică este că așa-numitul defect „antisit” din filmele dicalcogenidelor bidimensionale ale metalelor de tranziție poartă cu el ceva numit „învârtire”. Spin, numit și moment unghiular, descrie o proprietate fundamentală a electronilor definită într-una dintre cele două stări potențiale: sus sau jos, a spus Bansil.
Un principiu fundamental al mecanicii cuantice este că lucruri precum – atomii, electronii, fotonii – interacționează în mod constant într-o măsură mai mare sau mai mică, a declarat Mark Mattingley-Scott, Managing Director EMEA la compania de calcul cuantic Quantum Brilliance. e-mail.
Dacă putem învăța cum să creăm qubiți în această matrice bidimensională, aceasta este o mare, mare lucru.
„Calculatoarele cuantice exploatează această interdependență dintre qubiți, care sunt în esență cel mai simplu sistem mecanic cuantic posibil, pentru a crește drastic numărul de soluții pe care le putem explora în paralel atunci când rulăm un program cuantic”, a adăugat el.
S alt cuantic
În ciuda progresului recent al qubits, nu vă așteptați ca computerele cuantice să vă înlocuiască laptopul în curând. Cercetătorii încă nu cunosc cel mai bun sistem fizic pentru construirea unui computer cuantic, a declarat Michael Raymer, profesor de fizică la Universitatea din Oregon, care studiază calculul cuantic, a declarat pentru Lifewire într-un e-mail.
„Este probabil ca în următorul deceniu, să nu existe un QC universal la scară largă care să poată rezolva orice problemă cuantică bine pusă”, a spus Raymer. „Deci, oamenii construiesc prototipuri folosind diverse „platforme” de materiale.”
Unele dintre cele mai avansate prototipuri folosesc ioni prinși, inclusiv cei construiți de companii precum ionQ și Quantinuum. „Aceștia au avantajul că toți atomii dintr-un singur tip (de exemplu sodiu) sunt strict identici, o proprietate extrem de utilă”, a spus Raymer.
Aplicațiile viitoare pentru calculul cuantic sunt nelimitate, spun amplificatorii.
„A răspunde la această întrebare este asemănător cu a răspunde la aceeași întrebare despre computerele digitale din anii 1960”, a spus Raymer. „Nimeni nu a prezis corect răspunsul atunci și nimeni nu poate face acest lucru acum. Dar comunitatea științifică are toată încrederea că, dacă tehnologia va reuși, va avea la fel de impact ca și revoluția semiconductoarelor din anii 1990-2000.„
