Võtmed kaasavõtmiseks
- Lihtsad mehaanilised seadmed inspireerisid hiljutisi edusamme kvantarvutuses.
- Stanfordi teadlased leiutasid arvutustehnika, mis kasutab liikumist ära kasutavaid akustilisi seadmeid.
- Kvantandmetöötlus on viimastel aastatel teinud märkimisväärseid edusamme, eelkõige nn kvantülemvõimu demonstreerimisega.
Agnetta Cleland
Praktilised kvantarvutid võivad olla sammukese reaalsusele lähemale tänu uutele lihtsatest mehaanilistest seadmetest inspireeritud uuringutele.
Stanfordi ülikooli teadlased väidavad, et on välja töötanud kriitilise katseseadme tulevaste kvantfüüsikal põhinevate tehnoloogiate jaoks. Tehnika hõlmab akustilisi instrumente, mis kasutavad liikumist, näiteks ostsillaatorit, mis mõõdab liikumist telefonides. See on osa kasvavatest püüdlustest kasutada kvantmehaanika kummalisi jõude andmetöötluses.
"Kuigi paljud ettevõtted katsetavad täna kvantarvutit, on praktilised rakendused väljaspool "kontseptsiooni tõestamise" projekte tõenäoliselt 2-3 aasta kaugusel," ütles kvantarvutusettevõtte Classiq turundusjuht Yuval Boger Lifewire'ile. emaili intervjuu. „Nende aastate jooksul tuuakse turule suuremaid ja võimekamaid arvuteid ning võetakse kasutusele tarkvaraplatvormid, mis võimaldavad neid tulevasi masinaid ära kasutada."
Mehaaniliste süsteemide roll kvantarvutuses
Stanfordi teadlased püüavad viia mehaaniliste süsteemide eelised kvantskaalale. Ajakirjas Nature avaldatud hiljutise uuringu kohaselt saavutasid nad selle eesmärgi, ühendades pisikesed ostsillaatorid vooluringiga, mis suudab salvestada ja töödelda energiat kubitis ehk teabe kvantbittis. Kubitid genereerivad kvantmehaanilisi efekte, mis võivad täiustatud arvuteid toita.
See, kuidas reaalsus kvantmehaanilisel tasandil toimib, erineb meie makroskoopilisest maailmakogemusest väga palju.
"Selle seadmega oleme näidanud olulist järgmist sammu mehaanilistel süsteemidel põhinevate kvantarvutite ja muude kasulike kvantseadmete loomisel, " ütles artikli vanemautor Amir Safavi-Naeini. pressiteade. "Sisuliselt soovime ehitada "mehaanilisi kvantmehaanilisi" süsteeme."
Väikeste mehaaniliste seadmete valmistamine nõudis palju tööd. Meeskond pidi valmistama riistvarakomponente nanomeetrilise eraldusvõimega ja panema need kahele ränist arvutikiibile. Seejärel valmistasid teadlased omamoodi võileiva, mis ühendas kaks laastu kokku, nii et alumise kiibi elemendid olid vastamisi ülemise poolega.
Alumisel kiibil on alumiiniumist ülijuhtiv ahel, mis moodustab seadme kubiidi. Mikrolaineimpulsside saatmine sellesse vooluringi tekitab footoneid (valgusosakesi), mis kodeerivad masinasse kubiti teavet.
Erinev alt tavapärastest elektriseadmetest, mis salvestavad bitte pingetena, mis tähistavad kas 0 või 1, võivad kvantmehaaniliste seadmete kubitid esindada samaaegselt ka 0 ja 1 kombinatsioone. Superpositsioonina tuntud nähtus võimaldab kvantsüsteemil väljuda korraga mitmes kvantolekus, kuni süsteemi mõõdetakse.
"See, kuidas reaalsus kvantmehaanilisel tasandil toimib, erineb meie makroskoopilisest maailmakogemusest väga palju," ütles Safavi-Naeini.
Agnetta Cleland
Kvantarvutite edenemine
Kvanttehnoloogia areneb kiiresti, kuid enne, kui see on praktiliseks kasutamiseks valmis, tuleb ületada tõkkeid, ütles Quantum Machinesi tegevjuht Itamar Sivan Lifewire'ile antud meiliintervjuus.
"Kvantandmetöötlus on ilmselt kõige keerulisem kuupilt, millega me ühiskonnana praegu tegeleme," ütles Sivan. "Selleks, et see muutuks praktiliseks, nõuab see märkimisväärset edasiminekut ja läbimurdeid kvantarvutite pinu mitmes kihis."
Praegu kummitab kvantarvuteid müra, mis tähendab, et aja jooksul muutuvad kubiidid nii lärmakaks, et me ei saa kuidagi aru nende andmetest ja need muutuvad kasutuks, ütles Zak Romaszko, ettevõte Universal Quantum ütles meilis.
"Praktikas tähendab see, et kvantarvutite algoritmid on piiratud vaid vähese aja või operatsioonide arvuga enne riket," ütles Romaszko. "Pole selge, kas see mürarikas režiim võib anda praktilisi tulemusi, kuigi mitmed teadlased usuvad, et põhikemikaalide simuleerimine on käeulatuses."
Kvantandmetöötlus on viimastel aastatel teinud märkimisväärseid edusamme, eelkõige nn kvantülemvõimu demonstreerimisega, mille käigus kvantarvuti sooritas toimingu, mille autorite väitel oleks tavalisel masinal kulunud umbes 10 000 aastat täita. "On arutletud selle üle, kas tavalise arvuti jaoks oleks nii kaua aega kulunud, kuid see on siiski tähelepanuväärne demonstratsioon," ütles Romaszko.
Kui tehnilised tõkked on lahendatud, ennustab Sivan, et mõne aasta pärast hakkab kvantarvutitel olema märkimisväärne mõju kõigele alates krüptograafiast kuni vaktsiinide avastamiseni."Kujutage ette, kui erinev oleks olnud Covid-19 pandeemia, kui kvantarvutid oleksid suutnud murdosa ajast aidata vaktsiini avastada," ütles ta.
