Pagrindiniai pasiėmimai
- Praktinių kvantinių kompiuterių kūrimas gali priklausyti nuo geresnių būdų panaudoti superlaidžias medžiagas, kurios neturi elektrinės varžos.
- Oak Ridge nacionalinės laboratorijos tyrėjai atrado metodą, kaip itin tiksliai rasti susietus elektronus.
- Superlaidūs kvantiniai kompiuteriai šiuo metu lenkia konkurentų technologijas pagal procesoriaus dydį.
Netrukus gali atsirasti praktiški kvantiniai kompiuteriai, turintys didelę reikšmę viskam, pradedant vaistų atradimu ir baigiant kodų laužymu.
Žingsnis link geresnių kvantinių mašinų kūrimo, Oak Ridge nacionalinės laboratorijos mokslininkai neseniai išmatavo elektros srovę tarp atomiškai aštraus metalinio galo ir superlaidininko. Šiuo nauju metodu itin tiksliai galima rasti susietus elektronus, kurie padėtų aptikti naujų rūšių superlaidininkus, kurie neturi elektrinės varžos.
„Superlaidžiosios grandinės yra šiuo metu pirmaujančios kvantinių bitų (kubitų) ir kvantinių vartų kūrimo aparatinėje įrangoje“, – „Lifewire“el. laiške sakė Toby Cubitt, Phasecraft, bendrovės, kuriančios kvantinių programų algoritmus, direktorius. interviu. "Superlaidieji kubitai yra kietojo kūno elektros grandinės, kurias galima sukurti labai tiksliai ir lanksčiai."
Baisus veiksmas
Kvantiniai kompiuteriai naudojasi tuo, kad elektronai gali per kosmosą pereiti iš vienos sistemos į kitą, naudodamiesi paslaptingomis kvantinės fizikos savybėmis. Jei elektronas susiporuoja su kitu elektronu toje vietoje, kur susitinka metalas ir superlaidininkas, jis gali sudaryti vadinamąją Kuperio porą. Superlaidininkas taip pat išskiria į metalą kitos rūšies dalelę, žinomą kaip Andrejevo atspindys. Tyrėjai ieškojo šių Andrejevo atspindžių, kad aptiktų Cooperio poras.
A alto universitetas / Jose Lado
Oak Ridge mokslininkai išmatavo elektros srovę tarp atomiškai aštraus metalinio galo ir superlaidininko. Šis metodas leidžia jiems aptikti į superlaidininką grįžtančio Andrejevo atspindžio kiekį.
„Šis metodas sukuria naują kritinę metodiką, leidžiančią suprasti egzotiškų superlaidininkų tipų, vadinamų netradiciniais superlaidininkais, vidinę kvantinę struktūrą, kuri galbūt leis mums išspręsti įvairias atviras kvantinių medžiagų problemas“, – teigia Jose Lado, A alto universitetas, kuris suteikė teorinę paramą tyrimui, sakoma pranešime spaudai.
Igoris Zacharovas, Kvantinės informacijos apdorojimo laboratorijos, Skoltech Maskvoje, vyresnysis mokslo darbuotojas, el. paštu Lifewire sakė, kad superlaidininkas yra materijos būsena, kurioje elektronai nepraranda energijos sklaidydami branduolius. elektros srovė ir elektros srovė gali tekėti nepaliaujamai.
„Nors elektronai arba branduoliai turi kvantines būsenas, kurias galima panaudoti skaičiavimams, superlaidžioji srovė elgiasi kaip makrokvantinis vienetas su kvantinėmis savybėmis“, – pridūrė jis. "Todėl atkuriame situaciją, kai makrokomandos būsena gali būti naudojama informacijos apdorojimui organizuoti, nors ji turi akivaizdžių kvantinių efektų, galinčių suteikti jai skaičiavimo pranašumą."
Vienas didžiausių kvantinio skaičiavimo iššūkių šiandien yra susijęs su tuo, kaip galime padaryti, kad superlaidininkai veiktų dar geriau.
Superlaidumo ateitis
Superlaidūs kvantiniai kompiuteriai šiuo metu lenkia konkurentų technologijas pagal procesoriaus dydį, sakė Cubitt.2019 m. „Google“pademonstravo vadinamąją „kvantinę viršenybę“53 kubitų superlaidžiame įrenginyje. IBM neseniai pristatė kvantinį kompiuterį su 127 superlaidžiais kubitais, o „Rigetti“paskelbė apie 80 kubitų superlaidų lustą.
„Visos kvantinės aparatinės įrangos įmonės turi ambicingų planų, kaip artimiausioje ateityje padidinti savo kompiuterių mastelį“, – pridūrė Cubitt. "Tai lėmė įvairios inžinerijos pažangos, kurios leido sukurti sudėtingesnius kubitų dizainus ir optimizuoti. Didžiausias šios technologijos iššūkis yra gerinti vartų kokybę, t. y. pagerinti procesoriaus tikslumą. gali manipuliuoti informacija ir atlikti skaičiavimą."
Geresni superlaidininkai gali būti svarbiausias dalykas kuriant praktinius kvantinius kompiuterius. Michaelas Biercukas, kvantinių skaičiavimų bendrovės Q-CTRL generalinis direktorius, interviu elektroniniu paštu sakė, kad dauguma dabartinių kvantinių skaičiavimų sistemų naudoja niobio lydinius ir aliuminį, kuriuose superlaidumas buvo aptiktas šeštajame ir šeštajame dešimtmečiuose.
„Vienas didžiausių kvantinio skaičiavimo iššūkių šiandien yra susijęs su tuo, kaip galime padaryti, kad superlaidininkai veiktų dar geriau“, – pridūrė Biercukas. „Pavyzdžiui, nusėdusių metalų cheminės sudėties arba struktūros priemaišos gali sukelti triukšmo š altinius ir pabloginti kvantinių kompiuterių veikimą – tai sukelia procesus, žinomus kaip dekoherence, kurių metu prarandamas sistemos „kvantiškumas“.
Kvantinė kompiuterija reikalauja subtilios kubito kokybės ir kubitų skaičiaus pusiausvyros, aiškino Zacharovas. Kiekvieną kartą, kai kubitas sąveikauja su aplinka, pavyzdžiui, gauna „programavimo“signalus, jis gali prarasti susipainiojusią būseną.
„Nors matome nedidelę pažangą kiekvienoje iš nurodytų technologinių krypčių, vis dar sunku juos sujungti į gerai veikiančią įrangą“, – pridūrė jis.
Kvantinės skaičiavimo „Šventasis Gralis“yra įrenginys su šimtais kubitų ir mažu klaidų lygiu. Mokslininkai negali susitarti, kaip jie pasieks šį tikslą, bet vienas galimas atsakymas yra superlaidininkų naudojimas.
"Didėjantis kubitų skaičius silicio superlaidžiame įrenginyje pabrėžia milžiniškų aušinimo mašinų, galinčių varyti didelius kiekius, artimus absoliutai nulinei temperatūrai, poreikį", - sakė Zacharovas.
