Ključni podaci za van
- Novo istraživanje je otkrilo način za izradu kvantnih bitova pomoću kristala.
- Otkriće bi moglo pomoći u oslobađanju potencijala kvantne računalne revolucije.
- Ali stručnjaci kažu da ne biste trebali očekivati da će kvantna računala uskoro zamijeniti vaše prijenosno računalo.
Fizičari iskorištavaju čudne načine na koje atomi međusobno djeluju kako bi izgradili kvantna računala.
Atomski defekti u nekim kristalima mogu pomoći u oslobađanju potencijala kvantne računalne revolucije, prema otkrićima istraživača Sveučilišta Northeastern. Znanstvenici su rekli da su otkrili novi način za izradu kvantnog bita pomoću kristala. Napredak u kvantnim tehnologijama, koje koriste svojstva kvantne fizike koja se nazivaju isprepletenost, mogla bi omogućiti snažnije i energetski učinkovitije uređaje.
"Entanglement je otmjena riječ za stvaranje odnosa između čestica zbog kojeg se ponašaju kao da su spojene", rekao je Vincent Berk, CRO & CSO tvrtke za kvantno računalstvo Quantum Xchange u intervjuu e-poštom za Lifewire.
"Ovaj odnos je poseban po tome što omogućuje djelovanje jedne čestice da ima učinak na drugu. Upravo tu dolazi do izražaja moć računanja: kada se stanje jedne stvari može promijeniti ili utjecati na stanje druge. Zapravo, na temelju ove lude veze isprepletenosti, u mogućnosti smo prikazati sve moguće ishode izračuna u samo nekoliko čestica."
Kvantni bitovi
Istraživači su u nedavnom radu u časopisu Nature objasnili da nedostaci u određenoj klasi materijala, konkretno, dvodimenzionalni dihalkogenidi prijelaznih metala, sadrže atomska svojstva za stvaranje kvantnog bita, ili skraćeno qubita, što je zgrada blok za kvantne tehnologije.
"Ako možemo naučiti kako stvoriti kubite u ovoj dvodimenzionalnoj matrici, to je velika, velika stvar", rekao je Arun Bansil, profesor fizike na Northeasternu i koautor rada, u vijestima izdanje.
Bansil i njegovi kolege probrali su stotine različitih kombinacija materijala kako bi pronašli one koje mogu ugostiti qubit pomoću naprednih računalnih algoritama.
"Kada smo pogledali puno ovih materijala, na kraju smo pronašli samo nekoliko održivih nedostataka - oko desetak", rekao je Bansil. "Ovdje su važni i materijal i vrsta greške jer u načelu postoje mnoge vrste grešaka koje se mogu stvoriti u bilo kojem materijalu."
Kritično otkriće je da takozvani "antisit" defekt u filmovima dvodimenzionalnih dihalkogenida prijelaznih metala sa sobom nosi nešto što se zove "spin". Spin, koji se također naziva kutni moment, opisuje temeljno svojstvo elektrona definiranih u jednom od dva potencijalna stanja: gore ili dolje, rekao je Bansil.
Jedno temeljno načelo kvantne mehanike je da stvari kao što su – atomi, elektroni, fotoni – stalno međusobno djeluju u većoj ili manjoj mjeri, rekao je Mark Mattingley-Scott, direktor EMEA u tvrtki za kvantno računalstvo Quantum Brilliance, u email.
Ako možemo naučiti kako stvoriti qubite u ovoj dvodimenzionalnoj matrici, to je velika, velika stvar.
"Kvantna računala iskorištavaju ovu međuovisnost između kubita, koji su u biti najjednostavniji mogući kvantno mehanički sustav, kako bi drastično povećali broj rješenja koja možemo paralelno istraživati kada pokrećemo kvantni program," dodao je.
Kvantni skok
Unatoč nedavnom napretku u qubitima, nemojte očekivati da će kvantna računala uskoro zamijeniti vaše prijenosno računalo. Istraživači još uvijek ne znaju koji je najbolji fizički sustav za izgradnju kvantnog računala, Michael Raymer, profesor fizike na Sveučilištu u Oregonu koji proučava kvantno računalstvo, rekao je za Lifewire u e-mailu.
"Vjerojatno je da u sljedećem desetljeću neće postojati univerzalni QC velikih razmjera koji može riješiti bilo koji dobro postavljen kvantni problem," rekao je Raymer. "Dakle, ljudi grade prototipove koristeći različite materijalne 'platforme'."
Neki od najnaprednijih prototipova koriste zarobljene ione, uključujući one koje su izradile tvrtke kao što su ionQ i Quantinuum. "Oni imaju prednost u tome što su svi atomi jedne vrste (recimo natrij) strogo identični, što je vrlo korisno svojstvo", rekao je Raymer.
Buduće aplikacije za kvantno računalstvo su neograničene, kažu stručnjaci.
"Odgovor na ovo pitanje sličan je odgovoru na isto pitanje o digitalnim računalima iz 1960-ih", rekao je Raymer. "Nitko tada nije točno predvidio odgovor, a nitko to ne može učiniti sada. Ali znanstvena zajednica ima potpuno uvjerenje da će, ako tehnologija uspije, biti jednako utjecajna kao revolucija poluvodiča 1990-ih i 2000-ih."
