Հիմնական տանողներ
- Պարզ մեխանիկական սարքերը ոգեշնչեցին քվանտային հաշվարկների վերջին առաջընթացը:
- Սթենֆորդի հետազոտողները հորինել են հաշվողական տեխնիկա՝ օգտագործելով ակուստիկ սարքեր, որոնք աջակցում են շարժումը:
- Քվանտային հաշվարկը զգալի առաջընթաց է գրանցել վերջին տարիներին, հատկապես, այսպես կոչված, քվանտային գերակայության ցուցադրմամբ:
Ագնետա Քլելանդ
Գործնական քվանտային համակարգիչները կարող են մի քայլ ավելի մոտ լինել իրականությանը նոր հետազոտության շնորհիվ, որը ոգեշնչված է պարզ մեխանիկական սարքերով:
Սթենֆորդի համալսարանի հետազոտողները պնդում են, որ մշակել են կրիտիկական փորձարարական սարք ապագա քվանտային ֆիզիկայի վրա հիմնված տեխնոլոգիաների համար: Տեխնիկան ներառում է ակուստիկ գործիքներ, որոնք օգտագործում են շարժումը, օրինակ՝ տատանվողը, որը չափում է շարժումը հեռախոսներում: Դա հաշվարկների համար քվանտային մեխանիկայի տարօրինակ ուժերն օգտագործելու աճող ջանքերի մի մասն է:
«Մինչ այսօր շատ ընկերություններ փորձարկում են քվանտային հաշվարկները, գործնական կիրառությունները «հայեցակարգի ապացույց» նախագծերից դուրս, հավանաբար, 2-3 տարի են մնացել»,- Lifewire-ում ասել է Classiq քվանտային հաշվողական ընկերության գլխավոր մարքեթինգի տնօրեն Յուվալ Բոգերը: էլեկտրոնային փոստով հարցազրույց: «Այս տարիների ընթացքում կներդրվեն ավելի մեծ և ունակ համակարգիչներ, և կընդունվեն ծրագրային հարթակներ, որոնք թույլ կտան օգտվել այս առաջիկա մեքենաներից։«
Մեխանիկական համակարգերի դերը քվանտային հաշվարկում
Սթենֆորդի հետազոտողները փորձում են մեխանիկական համակարգերի առավելությունները հասցնել քվանտային մասշտաբի: Համաձայն Nature ամսագրում հրապարակված իրենց վերջին ուսումնասիրության՝ նրանք հասել են այս նպատակին՝ միացնելով փոքրիկ տատանվողներին մի սխեմայի հետ, որը կարող է էներգիա պահել և մշակել կուբիթում կամ քվանտային «բիթ» տեղեկատվության մեջ: Կուբիթները առաջացնում են քվանտային մեխանիկական էֆեկտներ, որոնք կարող են հզորացնել առաջադեմ համակարգիչները:
Այն, թե ինչպես է իրականությունը գործում քվանտային մեխանիկական մակարդակում, շատ տարբեր է աշխարհի մեր մակրոսկոպիկ փորձից:
«Այս սարքի միջոցով մենք ցույց տվեցինք հաջորդ կարևոր քայլը՝ փորձելով ստեղծել մեխանիկական համակարգերի վրա հիմնված քվանտային համակարգիչներ և այլ օգտակար քվանտային սարքեր», - ասաց հոդվածի ավագ հեղինակ Ամիր Սաֆավի-Նաեինին: լրատվական թողարկում. «Մենք, ըստ էության, ձգտում ենք կառուցել «մեխանիկական քվանտային մեխանիկական» համակարգեր»:
Փոքրիկ մեխանիկական սարքերի պատրաստումը մեծ աշխատանք պահանջեց: Թիմը պետք է պատրաստեր ապարատային բաղադրիչներ նանոմետրի մասշտաբով և դրանք տեղադրեր երկու սիլիկոնային համակարգչային չիպերի վրա: Հետազոտողները այնուհետև պատրաստեցին մի տեսակ սենդվիչ, որը կպցրեց երկու չիպսերը, այնպես որ ներքևի չիպի տարրերը դեմքով նայեցին վերին կեսին գտնվողներին:
Ներքևի չիպն ունի ալյումինե գերհաղորդիչ միացում, որը կազմում է սարքի քուբիթը: Միկրոալիքային իմպուլսներ ուղարկելով այս շղթայում առաջանում են ֆոտոններ (լույսի մասնիկներ), որոնք կոդավորում են մեքենայի կուբիթ տեղեկատվություն:
Ի տարբերություն սովորական էլեկտրական սարքերի, որոնք պահում են բիթերը որպես 0 կամ 1-ը ներկայացնող լարման, քվանտային մեխանիկական սարքերում քյուբիթները կարող են նաև միաժամանակ ներկայացնել 0-ի և 1-ի համակցությունները: Երևույթը, որը հայտնի է որպես սուպերպոզիցիա, թույլ է տալիս քվանտային համակարգին միանգամից դուրս գալ մի քանի քվանտային վիճակներից, մինչև համակարգը չափվի:
«Ինչպես է իրականությունը աշխատում քվանտային մեխանիկական մակարդակում, շատ տարբերվում է աշխարհի մեր մակրոսկոպիկ փորձից», - ասաց Սաֆավի-Նաեյնին:
Ագնետա Քլելանդ
առաջընթաց քվանտային հաշվարկում
Քվանտային տեխնոլոգիան արագորեն զարգանում է, սակայն կան խոչընդոտներ, որոնք պետք է հաղթահարվեն, մինչև այն պատրաստ լինի գործնական կիրառմանը, Lifewire-ին տված հարցազրույցում ասաց Quantum Machines-ի գործադիր տնօրեն Իտամար Սիվանը::
«Քվանտային հաշվարկը, հավանաբար, ամենադժվար լուսնային նկարն է, որով մենք որպես հասարակություն զբաղված ենք այս պահին», - ասաց Սիվանը: «Որպեսզի այն դառնա գործնական, այն կպահանջի զգալի առաջընթաց և առաջընթացներ քվանտային հաշվողական փաթեթի բազմաթիվ շերտերում»:
Ներկայումս քվանտային համակարգիչները հետապնդվում են աղմուկով, ինչը նշանակում է, որ ժամանակի ընթացքում քյուբիթներն այնքան աղմկոտ են դառնում, որ մենք ոչ մի կերպ չենք կարողանում հասկանալ դրանցում առկա տվյալները, և դրանք դառնում են անօգուտ, ասում է Զակ Ռոմաշկոն՝ ինժեներ, Universal Quantum ընկերությունն էլ-նամակում ասել է.
«Գործնականում դա նշանակում է, որ քվանտային համակարգիչների ալգորիթմները սահմանափակվում են միայն մի փոքր ժամանակով կամ գործողությունների քանակով մինչև ձախողումը», - ասաց Ռոմաշկոն: «Հասկանալի չէ, թե արդյոք այս աղմկոտ ռեժիմը կարող է գործնական արդյունքներ տալ, թեև մի քանի հետազոտողներ կարծում են, որ հիմնական քիմիական նյութերի մոդելավորումը հասանելի է»:
Քվանտային հաշվարկը զգալի առաջընթաց է գրանցել վերջին տարիներին, հատկապես, այսպես կոչված, «քվանտային գերակայության» ցուցադրմամբ, որտեղ քվանտային համակարգիչը կատարեց մի գործողություն, որը հեղինակների պնդմամբ՝ սովորական մեքենան կվերցներ մոտ 10,000: տարիներ ավարտելու համար: «Որոշակի բանավեճեր եղան այն մասին, թե արդյոք սովորական համակարգիչը այդքան երկար կպահանջի, բայց դա դեռ ուշագրավ ցուցադրություն է», - ասաց Ռոմաշկոն:
Երբ լուծվեն տեխնիկական խոչընդոտները, Սիվանը կանխատեսում է, որ մի քանի տարվա ընթացքում քվանտային հաշվարկները կսկսեն զգալի ազդեցություն ունենալ ամեն ինչի վրա՝ ծածկագրությունից մինչև պատվաստանյութի հայտնաբերում:«Պատկերացրեք, թե որքան տարբեր կլիներ Covid-19 համաճարակը, եթե քվանտային համակարգիչները կարողանային օգնել հայտնաբերել պատվաստանյութը ժամանակի մի հատվածում», - ասաց նա:
