Sleutel wegneemetes
- Eenvoudige meganiese toestelle het 'n onlangse vooruitgang in kwantumrekenaarkunde geïnspireer.
- Stanford-navorsers het 'n rekenaartegniek uitgevind deur akoestiese toestelle wat beweging inspan.
- Kwantumrekenaarkunde het die afgelope jare aansienlike vordering gemaak, veral met die demonstrasie van sogenaamde kwantum-oorheersing.
Agnetta Cleland
Praktiese kwantumrekenaars is dalk 'n stap nader aan die werklikheid danksy nuwe navorsing geïnspireer deur eenvoudige meganiese toestelle.
Stanford Universiteit se navorsers beweer dat hulle 'n kritiese eksperimentele toestel ontwikkel het vir toekomstige kwantumfisika-gebaseerde tegnologieë. Die tegniek behels akoestiese instrumente wat beweging inspan, soos die ossillator wat beweging in fone meet. Dit is deel van 'n groeiende poging om die vreemde kragte van kwantummeganika vir rekenaars in te span.
"Terwyl baie maatskappye vandag met kwantumrekenaarkunde eksperimenteer, is praktiese toepassings buite 'bewys van konsep'-projekte waarskynlik 2-3 jaar weg," het Yuval Boger, die hoofbemarkingsbeampte van die kwantumrekenaarmaatskappy Classiq aan Lifewire gesê. 'n e-pos onderhoud. “Gedurende hierdie jare sal groter en meer bekwame rekenaars bekendgestel word, en sagtewareplatforms wat dit moontlik maak om voordeel te trek uit hierdie opkomende masjiene, sal aangeneem word."
Die rol van meganiese stelsels in kwantumrekenaarkunde
Die navorsers by Stanford probeer om die voordele van meganiese stelsels tot op die kwantumskaal te bring. Volgens hul onlangse studie wat in die joernaal Nature gepubliseer is, het hulle hierdie doel bereik deur klein ossillators te verbind met 'n stroombaan wat energie kan stoor en verwerk in 'n qubit, of kwantum 'bietjie' inligting. Die qubits genereer kwantummeganiese effekte wat gevorderde rekenaars kan aandryf.
Die manier waarop die werklikheid op die kwantummeganiese vlak werk, verskil baie van ons makroskopiese ervaring van die wêreld.
"Met hierdie toestel het ons 'n belangrike volgende stap gewys om kwantumrekenaars en ander nuttige kwantumtoestelle te bou gebaseer op meganiese stelsels," het Amir Safavi-Naeini, die senior skrywer van die koerant, gesê. nuusvrystelling. "Ons is in wese op soek na 'meganiese kwantummeganiese' stelsels."
Om die klein meganiese toestelle te maak, het baie werk gekos. Die span moes hardeware komponente op nanometerskaal resolusies maak en dit op twee silikon rekenaarskyfies plaas. Die navorsers het toe 'n soort toebroodjie gemaak wat die twee skyfies aanmekaar geplak het, sodat die elemente op die onderste skyfie na dié op die boonste helfte gekyk het.
Die onderste skyfie het 'n aluminium supergeleidende stroombaan wat die toestel se qubit vorm. Deur mikrogolfpulse in hierdie stroombaan in te stuur, genereer fotone (ligdeeltjies), wat 'n kwab inligting in die masjien kodeer.
Anders as konvensionele elektriese toestelle, wat bisse stoor as spannings wat óf 'n 0 óf 'n 1 verteenwoordig, kan qubits in kwantummeganiese toestelle ook kombinasies van 0 en 1 gelyktydig verteenwoordig. Die verskynsel bekend as superposisie laat 'n kwantumstelsel toe om in verskeie kwantumtoestande gelyktydig te vertrek totdat die stelsel gemeet is.
"Die manier waarop die werklikheid op die kwantummeganiese vlak werk, verskil baie van ons makroskopiese ervaring van die wêreld," het Safavi-Naeini gesê.
Agnetta Cleland
Vooruitgang in kwantumrekenaarkunde
Kwantumtegnologie vorder vinnig, tog is daar hindernisse om uit die weg te ruim voordat dit gereed is vir praktiese toepassings, het Itamar Sivan, die HUB van Quantum Machines, in 'n e-posonderhoud aan Lifewire gesê.
"Kwantumrekenaarkunde is waarskynlik die mees uitdagende maanskoot waarmee ons as 'n samelewing tans besig is," het Sivan gesê. "Vir dit prakties te word, sal dit aansienlike vordering en deurbrake in veelvuldige lae van die kwantumrekenaarstapel verg."
Tans word kwantumrekenaars deur geraas spook, wat beteken dat qubits met verloop van tyd so raserig word dat ons geen manier het om die data wat daarop is te verstaan nie, en hulle word nutteloos, Zak Romaszko, 'n ingenieur met die maatskappy Universal Quantum het in 'n e-pos gesê.
"In praktyk beteken dit dat algoritmes vir kwantumrekenaars beperk is tot slegs 'n klein hoeveelheid tyd of aantal bewerkings voor mislukking," het Romaszko gesê. "Dit is nie duidelik of hierdie raserige regime praktiese resultate kan lewer nie, alhoewel verskeie navorsers glo dat die simulasie van basiese chemikalieë binne bereik is."
Kwantumrekenaarkunde het die afgelope paar jaar aansienlike vordering gemaak, veral met die demonstrasie van sogenaamde 'kwantum-oorheersing' waarin 'n kwantumrekenaar 'n operasie uitgevoer het wat volgens die skrywers 'n gewone masjien ongeveer 10 000 sou neem jaar om te voltooi. "Daar was 'n debat oor of 'n gewone rekenaar so lank sou neem, maar dit is steeds 'n merkwaardige demonstrasie," het Romaszko gesê.
Sodra die tegniese struikelblokke opgelos is, voorspel Sivan dat kwantumrekenaarkunde binne 'n paar jaar 'n beduidende impak op alles van kriptografie tot entstofontdekking sal begin hê."Stel jou voor hoe anders die Covid-19-pandemie sou gewees het as kwantumrekenaars in 'n fraksie van die tyd 'n entstof kon help ontdek," het hy gesê.
