Key Takeaway
- Penyelidikan baharu telah menemui cara untuk membuat bit kuantum menggunakan kristal.
- Penemuan ini boleh membantu melepaskan potensi revolusi pengkomputeran kuantum.
- Tetapi pakar mengatakan bahawa anda tidak sepatutnya mengharapkan komputer kuantum menggantikan komputer riba anda dalam masa terdekat.
Ahli fizik mengeksploitasi cara pelik atom berinteraksi antara satu sama lain untuk membina komputer kuantum.
Kecacatan atom dalam sesetengah kristal boleh membantu melepaskan potensi revolusi pengkomputeran kuantum, menurut penemuan yang dibuat oleh penyelidik Universiti Timur Laut. Para saintis berkata mereka telah menemui cara baharu untuk membuat bit kuantum menggunakan kristal. Kemajuan dalam teknologi kuantum, yang menggunakan sifat fizik kuantum yang dipanggil keterikatan, boleh membolehkan peranti yang lebih berkuasa dan cekap tenaga.
"Entanglement ialah perkataan yang menarik untuk mewujudkan hubungan antara zarah yang menjadikan mereka bertindak seperti terikat bersama," Vincent Berk, CRO & CSO syarikat pengkomputeran kuantum Quantum Xchange memberitahu Lifewire dalam temu bual e-mel.
"Hubungan ini istimewa kerana membenarkan tindakan pada satu zarah memberi kesan kepada zarah yang lain. Di sinilah kuasa pengiraan datang: apabila keadaan sesuatu perkara boleh berubah atau menjejaskan keadaan yang lain. Malah, berdasarkan ikatan jalinan yang gila ini, kami dapat mewakili semua kemungkinan hasil pengiraan dalam hanya beberapa zarah."
Bit Kuantum
Penyelidik menjelaskan dalam makalah baru-baru ini dalam Nature bahawa kecacatan dalam kelas bahan tertentu, khususnya, logam peralihan dua dimensi dichalcogenides, mengandungi sifat atom untuk membuat bit kuantum, atau singkatannya qubit, iaitu bangunan blok untuk teknologi kuantum.
"Jika kita boleh belajar cara mencipta qubit dalam matriks dua dimensi ini, itu adalah masalah besar, " kata Arun Bansil, seorang profesor fizik di Timur Laut dan pengarang bersama kertas itu, dalam berita itu. keluarkan.
Bansil dan rakan sekerjanya menapis ratusan kombinasi bahan yang berbeza untuk mencari mereka yang mampu mengehos qubit menggunakan algoritma komputer lanjutan.
"Apabila kami melihat banyak bahan ini, pada akhirnya, kami mendapati hanya segelintir kecacatan yang berdaya maju-kira-kira sedozen atau lebih," kata Bansil. "Kedua-dua bahan dan jenis kecacatan adalah penting di sini kerana pada dasarnya terdapat banyak jenis kecacatan yang boleh dibuat dalam mana-mana bahan."
Penemuan kritikal ialah apa yang dipanggil kecacatan "antisite" dalam filem logam peralihan dua dimensi dichalcogenides membawa sesuatu yang dipanggil "spin" bersamanya. Putaran, juga dipanggil momentum sudut, menerangkan sifat asas elektron yang ditakrifkan dalam salah satu daripada dua keadaan berpotensi: naik atau turun, kata Bansil.
Satu prinsip asas mekanik kuantum ialah perkara seperti– atom, elektron, foton – sentiasa berinteraksi ke tahap yang lebih besar atau lebih kecil, Mark Mattingley-Scott, Pengarah Urusan EMEA di syarikat pengkomputeran kuantum Quantum Brilliance, berkata dalam e-mel.
Jika kita boleh belajar cara mencipta qubit dalam matriks dua dimensi ini, itu adalah masalah besar.
"Komputer kuantum mengeksploitasi saling bergantung antara qubit ini, yang pada asasnya merupakan sistem mekanikal kuantum yang paling mudah, untuk meningkatkan secara drastik bilangan penyelesaian yang boleh kita terokai secara selari apabila kita menjalankan program kuantum," tambahnya.
Lompatan Kuantum
Walaupun penemuan terbaru dalam qubit, jangan harap komputer kuantum akan menggantikan komputer riba anda dalam masa terdekat. Penyelidik masih tidak mengetahui sistem fizikal terbaik untuk membina komputer kuantum, Michael Raymer, seorang profesor fizik di Universiti Oregon yang mempelajari pengkomputeran kuantum, memberitahu Lifewire dalam e-mel.
"Kemungkinan dalam dekad akan datang, tidak akan ada QC universal berskala besar yang boleh menyelesaikan sebarang masalah kuantum yang ditimbulkan dengan baik," kata Raymer. "Jadi, orang ramai sedang membina prototaip menggunakan pelbagai 'platform' bahan."
Beberapa prototaip tercanggih menggunakan ion terperangkap, termasuk yang dibina oleh syarikat seperti ionQ dan Quantinuum. "Ini mempunyai kelebihan bahawa semua atom daripada satu jenis (katakan natrium) adalah sama, sifat yang sangat berguna," kata Raymer.
Aplikasi masa depan untuk pengkomputeran kuantum adalah tanpa had, kata penggalak.
"Menjawab soalan ini sama seperti menjawab soalan yang sama tentang komputer digital pada tahun 1960-an," kata Raymer. "Tiada siapa yang meramalkan jawapan dengan betul ketika itu, dan tiada siapa yang boleh melakukannya sekarang. Tetapi komuniti saintifik mempunyai keyakinan bahawa, jika teknologi itu berjaya, ia akan memberi kesan yang sama seperti revolusi semikonduktor pada 1990-an-2000-an."
