Pagrindiniai pasiėmimai
- Paprasti mechaniniai įrenginiai įkvėpė naujausią kvantinio skaičiavimo pažangą.
- Stanfordo mokslininkai išrado skaičiavimo techniką, naudodami akustinius prietaisus, kurie panaudoja judesį.
- Kvantinė kompiuterija pastaraisiais metais padarė didelę pažangą, ypač įrodžius vadinamąją kvantinę viršenybę.
Agnetta Cleland
Praktiniai kvantiniai kompiuteriai gali būti žingsniu arčiau realybės dėl naujų tyrimų, įkvėptų paprastų mechaninių įrenginių.
Stanfordo universiteto mokslininkai teigia sukūrę kritinį eksperimentinį įrenginį būsimoms kvantinės fizikos technologijoms. Ši technika apima akustinius instrumentus, kurie naudoja judesį, pavyzdžiui, osciliatorių, kuris matuoja judesį telefonuose. Tai dalis vis didėjančių pastangų panaudoti keistas kvantinės mechanikos galias kompiuteriams.
„Nors daugelis kompanijų šiandien eksperimentuoja su kvantiniais skaičiavimais, praktiniai pritaikymai, nei „koncepcijos įrodymo“projektai, tikriausiai bus už 2–3 metų“, – „Lifewire“sakė kvantinių skaičiavimų bendrovės Classiq rinkodaros vadovas Yuvalis Bogeris. paštu interviu. „Per šiuos metus bus pristatyti didesni ir galingesni kompiuteriai, perimtos programinės įrangos platformos, leidžiančios pasinaudoti šiais būsimais įrenginiais."
Mechaninių sistemų vaidmuo kvantinėje kompiuterijoje
Stenfordo mokslininkai bando sumažinti mechaninių sistemų naudą iki kvantinės skalės. Remiantis neseniai žurnale „Nature“paskelbtu tyrimu, jie pasiekė šį tikslą sujungę mažyčius osciliatorius su grandine, kuri gali kaupti ir apdoroti energiją kubitu arba kvantiniu informacijos „bitu“. Kubitai sukuria kvantinius mechaninius efektus, kurie gali būti aprūpinti pažangiais kompiuteriais.
Tikrovės veikimo būdas kvantiniu mechaniniu lygmeniu labai skiriasi nuo mūsų makroskopinės pasaulio patirties.
„Naudodami šį įrenginį, mes parodėme svarbų kitą žingsnį bandydami sukurti kvantinius kompiuterius ir kitus naudingus kvantinius įrenginius, pagrįstus mechaninėmis sistemomis“, – sakė vyresnysis straipsnio autorius Amiras Safavi-Naeini. spaudos pranešimas. „Iš esmės siekiame sukurti „mechanines kvantines mechanines“sistemas.“
Smulkių mechaninių prietaisų kūrimas pareikalavo daug darbo. Komanda turėjo pagaminti aparatūros komponentus nanometrų skalės skiriamąja geba ir įdėti juos į dvi silicio kompiuterio lustus. Tada mokslininkai pagamino savotišką sumuštinį, kuris sulipdė du drožles, todėl apatinės lusto elementai buvo nukreipti į viršutinės pusės elementus.
Apatinėje lustoje yra aliuminio superlaidžioji grandinė, kuri sudaro įrenginio kubitą. Siunčiant mikrobangų impulsus į šią grandinę generuojami fotonai (šviesos dalelės), kurie koduoja kubitą informacijos aparate.
Skirtingai nuo įprastų elektros prietaisų, kuriuose bitai saugomi kaip įtampa, atitinkanti 0 arba 1, kvantinių mechaninių įrenginių kubitai taip pat gali reikšti 0 ir 1 derinius vienu metu. Reiškinys, žinomas kaip superpozicija, leidžia kvantinei sistemai vienu metu išeiti į kelias kvantines būsenas, kol sistema bus išmatuota.
„Tai, kaip realybė veikia kvantiniu mechaniniu lygmeniu, labai skiriasi nuo mūsų makroskopinės pasaulio patirties“, – sakė Safavi-Naeini.
Agnetta Cleland
Kvantinės kompiuterijos pažanga
Kvantinė technologija sparčiai tobulėja, tačiau yra kliūčių, kurias reikia įveikti, kol ji bus paruošta naudoti praktiškai, interviu el. paštu Lifewire sakė Itamaras Sivanas, Quantum Machines generalinis direktorius.
„Kvantinė kompiuterija yra turbūt pats sudėtingiausias mūsų, kaip visuomenės, dabartinis momentas“, – sakė Sivanas. "Kad tai taptų praktiška, reikės didelės pažangos ir proveržių keliuose kvantinio skaičiavimo krūvos sluoksniuose."
Šiuo metu kvantinius kompiuterius persekioja triukšmas, o tai reiškia, kad laikui bėgant kubitai tampa tokie triukšmingi, kad negalime suprasti juose esančių duomenų, ir jie tampa nenaudingi, sako Zakas Romaszko, Bendrovė „Universal Quantum“nurodė el. laiške.
"Praktiškai tai reiškia, kad kvantinių kompiuterių algoritmai apsiriboja tik nedideliu laiko tarpu arba operacijų skaičiumi iki gedimo", - sakė Romaszko. "Neaišku, ar šis triukšmingas režimas gali duoti praktinių rezultatų, nors kai kurie tyrinėtojai mano, kad pagrindinių cheminių medžiagų modeliavimas yra pasiekiamas."
Kvantinė kompiuterija pastaraisiais metais padarė didelę pažangą, ypač pademonstravus vadinamąją „kvantinę viršenybę“, kai kvantinis kompiuteris atliko operaciją, kuri, pasak autorių, įprastoje mašinoje būtų užtrukusi apie 10 000 metų baigti. „Buvo diskutuojama, ar įprastas kompiuteris būtų užtrukęs tiek ilgai, bet tai vis tiek yra puiki demonstracija“, – sakė Romaszko.
Kai bus pašalintos techninės kliūtys, Sivanas prognozuoja, kad po kelerių metų kvantinė kompiuterija pradės daryti didelę įtaką viskam – nuo kriptografijos iki vakcinų atradimo.„Įsivaizduokite, kokia skirtinga būtų buvusi Covid-19 pandemija, jei kvantiniai kompiuteriai galėtų padėti atrasti vakciną per trumpą laiką“, – sakė jis.
