Հիմնական տանողներ
- Հետազոտողները ասում են, որ երկչափ նյութերի օգտագործումը կարող է հանգեցնել ավելի արագ համակարգիչների:
- Հայտնագործությունը կարող է լինել գալիք հեղափոխության մի մասը ոլորտում, որը ներառում է քվանտային համակարգիչներ:
- Honeywell-ը վերջերս հայտարարեց, որ քվանտային ծավալի նոր ռեկորդ է սահմանել՝ ընդհանուր կատարողականության չափանիշ:
Ֆիզիկայի վերջին զարգացումները կարող են նշանակել զգալիորեն ավելի արագ համակարգիչներ, որոնք կհանգեցնեն հեղափոխության ամեն ինչում՝ սկսած դեղերի հայտնաբերումից մինչև կլիմայի փոփոխության հետևանքների ըմբռնումը, ասում են փորձագետները:
Գիտնականները հայտնաբերել և քարտեզագրել են էլեկտրոնային պտույտները նոր տեսակի տրանզիստորի մեջ: Այս հետազոտությունը կարող է հանգեցնել ավելի արագ համակարգիչների, որոնք օգտվում են էլեկտրոնների բնական մագնիսականությունից՝ լիցքի փոխարեն: Բացահայտումը կարող է լինել գալիք հեղափոխության մի մասը ոլորտում, որը ներառում է քվանտային համակարգիչներ:
«Քվանտային համակարգիչները տեղեկատվությունը վերամշակում են սկզբունքորեն այլ կերպ, քան դասականները, ինչը նրանց հնարավորություն է տալիս լուծել խնդիրներ, որոնք գործնականում անլուծելի են այսօրվա դասական համակարգիչների հետ», - Ջոն Լևին, քվանտային հաշվողական ընկերության «Seqc» համահիմնադիր և գործադիր տնօրեն, ասել է էլեկտրոնային փոստով տված հարցազրույցում:
«Օրինակ, Google-ի և NASA-ի կողմից իրականացված փորձի ժամանակ կոնկրետ քվանտային հավելվածի արդյունքները ստեղծվել են փոքր քանակությամբ րոպեների ընթացքում՝ համեմատած 10,000 տարվա գնահատված արժեքի հետ, որին կպահանջվեր աշխարհի ամենահզոր սուպերհամակարգիչը։ աշխարհ».
Երկչափ նյութեր
Վերջերս կատարած հայտնագործության ժամանակ գիտնականները հետազոտել են նոր տարածք, որը կոչվում է սպինտրոնիկա, որն օգտագործում է էլեկտրոնների սպինը հաշվարկներ կատարելու համար: Ընթացիկ էլեկտրոնիկան օգտագործում է էլեկտրոնային լիցքը հաշվարկներ կատարելու համար: Սակայն էլեկտրոնների սպինի մոնիտորինգը դժվար է դարձել:
Ցուկուբայի համալսարանի Նյութերի գիտության բաժնի ղեկավարած թիմը պնդում է, որ օգտագործել է էլեկտրոնային սպին ռեզոնանսը (ESR)՝ մոլիբդենի դիսուլֆիդային տրանզիստորի միջով շարժվող չզույգված պտույտների քանակի և տեղակայման համար: ESR-ն օգտագործում է նույն ֆիզիկական սկզբունքը, ինչ MRI մեքենաները, որոնք ստեղծում են բժշկական պատկերներ:
«Պատկերացրեք, որ կառուցեք քվանտային համակարգչային հավելված, որը բավարար է դեղերի կլինիկական փորձարկումների անվտանգությունն ու արդյունավետությունը մոդելավորելու համար՝ առանց դրանք իրական անձի վրա երբևէ փորձարկելու»:
Տրանզիստորը չափելու համար սարքը պետք է սառեցվեր բացարձակ զրոյից ընդամենը 4 աստիճանով: «ESR ազդանշանները չափվել են միաժամանակ արտահոսքի և դարպասի հոսանքների հետ», - ասաց հետազոտության համահեղինակ, պրոֆեսոր Կազուհիրո Մարումոտոն լրատվական հաղորդագրության մեջ:
Օգտագործվել է մոլիբդենի դիսուլֆիդ կոչվող միացություն, քանի որ դրա ատոմները կազմում են գրեթե հարթ երկչափ (2D) կառուցվածք: «Տեսական հաշվարկները հետագայում պարզեցին պտույտների ծագումը», - ասել է պրոֆեսոր Մալգորզատա Վիերցբովսկան, մեկ այլ համահեղինակ, լրատվական թողարկումում:
Առաջընթաց քվանտային հաշվարկում
Քվանտային հաշվարկը հաշվողականության ևս մեկ ոլորտ է, որն արագորեն զարգանում է: Honeywell-ը վերջերս հայտարարեց, որ քվանտային ծավալի նոր ռեկորդ է սահմանել՝ ընդհանուր կատարողականության չափանիշ։
«Այս բարձր կատարողականությունը, որը զուգորդվում է միջին շղթայի ցածր սխալի չափման հետ, ապահովում է եզակի հնարավորություններ, որոնցով քվանտային ալգորիթմ մշակողները կարող են նորարարություններ կատարել», - ասվում է ընկերության թողարկման մեջ:
Մինչ դասական համակարգիչները հիմնվում են երկուական բիթերի վրա (մեկ կամ զրո), քվանտային համակարգիչները տեղեկատվությունը մշակում են քյուբիթների միջոցով, որոնք քվանտային մեխանիկայի պատճառով կարող են գոյություն ունենալ որպես մեկ կամ զրո կամ երկուսը միաժամանակ՝ էքսպոնենցիալ աճող մշակման հզորությունը, Լևին ասաց.
Քվանտային համակարգիչները կարող են գործարկել գիտական և բիզնես խնդիրների մի շարք կարևոր հավելվածներ, որոնք նախկինում անհնարին էին համարվում, ասաց Լևին: Սովորական արագության չափումները, ինչպիսիք են մեգահերցը, չեն կիրառվում քվանտային հաշվարկների համար։
Քվանտային համակարգիչների կարևոր մասը արագության մասին չէ, ինչպես մենք մտածում ենք արագության մասին ավանդական համակարգիչների հետ: «Իրականում, այդ սարքերը հաճախ աշխատում են շատ ավելի բարձր արագությամբ, քան քվանտային համակարգիչները», - ասաց Լևին:
«Բանն այն է, որ քվանտային համակարգիչները կարող են գործարկել մի շարք կարևոր գիտական և բիզնես խնդիրների հավելվածներ, որոնք նախկինում անհնարին էին համարվում»:
Եթե քվանտային համակարգիչները երբևէ գործնական դառնան, հետազոտության և բացահայտումների միջոցով տեխնոլոգիան կարող է ազդել անհատների կյանքի վրա, անվերջ են, ասաց Լևին:
«Պատկերացրեք, որ կառուցեք քվանտային համակարգչային հավելված, որը բավարար է նմանակելու դեղերի կլինիկական փորձարկումների անվտանգությունն ու արդյունավետությունը՝ առանց դրանք իրական անձի վրա երբևէ փորձարկելու», - ասաց նա:
«Կամ նույնիսկ քվանտային համակարգչային ծրագիր, որը կարող է մոդելավորել էկոհամակարգերի ամբողջ մոդելները՝ օգնելով մեզ ավելի լավ կառավարել և պայքարել կլիմայի փոփոխության հետևանքների դեմ»:
Վաղ փուլի քվանտային համակարգիչներ արդեն գոյություն ունեն, սակայն հետազոտողները պայքարում են դրանց գործնական կիրառություն գտնելու համար: Լևին ասաց, որ Seeqc-ը նախատեսում է երեք տարվա ընթացքում մատուցել «քվանտային ճարտարապետություն, որը կառուցված է իրական աշխարհի խնդիրների շուրջ և կարող է մասշտաբավորվել բիզնեսի կարիքները բավարարելու համար:«
Քվանտային համակարգիչները տարիներ շարունակ հասանելի չեն լինի միջին օգտագործողի համար, ասաց Լևին: «Սակայն տեխնոլոգիայի բիզնես հավելվածներն արդեն ակնհայտ են դառնում տվյալների ինտենսիվ արդյունաբերություններում, ինչպիսիք են դեղագործական զարգացումը, լոգիստիկայի օպտիմալացումը և քվանտային քիմիան», - ավելացրեց նա::
