მთავარი წაღებები
- პრაქტიკული კვანტური კომპიუტერების შექმნა შეიძლება დამოკიდებული იყოს სუპერგამტარი მასალების გამოყენების უკეთესი გზების პოვნაზე, რომლებსაც არ აქვთ ელექტრული წინააღმდეგობა.
- Oak Ridge National Laboratory-ის მკვლევარებმა აღმოაჩინეს მეთოდი, რომელიც დაკავშირებულია ელექტრონების აღმოსაჩენად უკიდურესი სიზუსტით.
- სუპერგამტარი კვანტური კომპიუტერები ამჟამად აჯობებენ კონკურენტ ტექნოლოგიებს პროცესორის ზომით.
პრაქტიკული კვანტური კომპიუტერები შეიძლება მალე მოვიდეს ღრმა შედეგებით ყველაფერზე, წამლის აღმოჩენიდან კოდის გატეხვამდე.
უკეთესი კვანტური მანქანების შექმნისკენ გადადგმული ნაბიჯით, Oak Ridge National Laboratory-ის მკვლევარებმა ახლახან გაზომეს ელექტრული დენი ატომურად მკვეთრ მეტალის წვერსა და ზეგამტარს შორის. ამ ახალ მეთოდს შეუძლია აღმოაჩინოს დაკავშირებული ელექტრონები უკიდურესი სიზუსტით იმ მოძრაობით, რომელიც დაეხმარება ახალი ტიპის სუპერგამტარების აღმოჩენას, რომლებსაც არ აქვთ ელექტრული წინააღმდეგობა.
"სუპერგამტარი სქემები ამჟამინდელი წინამორბედია კვანტური ბიტების (კუბიტები) და კვანტური კარიბჭეების შესაქმნელად აპარატურაში, - განუცხადა Lifewire-ს ელფოსტაში Phasecraft-ის დირექტორმა ტობი კუბიტმა, Phasecraft-ის დირექტორმა, რომელიც აშენებს ალგორითმებს კვანტური აპლიკაციებისთვის. ინტერვიუ. "ზეგამტარი კუბიტები არის მყარი მდგომარეობის ელექტრული სქემები, რომლებიც შეიძლება შეიქმნას მაღალი სიზუსტით და მოქნილობით."
საშინელი მოქმედება
კვანტური კომპიუტერები სარგებლობენ იმით, რომ ელექტრონებს შეუძლიათ ერთი სისტემიდან მეორეზე გადახტომა კოსმოსში კვანტური ფიზიკის იდუმალი თვისებების გამოყენებით.თუ ელექტრონი დაწყვილდება სხვა ელექტრონთან ზუსტად იმ ადგილას, სადაც ლითონი და სუპერგამტარი ხვდებიან, მას შეუძლია შექმნას ის, რასაც კუპერის წყვილი ეწოდება. ზეგამტარი ასევე ათავისუფლებს სხვა სახის ნაწილაკს მეტალში, რომელიც ცნობილია როგორც ანდრეევის ასახვა. მკვლევარები ეძებდნენ ანდრეევის ამ ანარეკლებს კუპერის წყვილების გამოსავლენად.
ალტოს უნივერსიტეტი / ხოსე ლადო
Oak Ridge-ის მეცნიერებმა გაზომეს ელექტრული დენი ატომურად მკვეთრ მეტალის წვერსა და ზეგამტარს შორის. ეს მიდგომა საშუალებას აძლევს მათ დაადგინონ ანდრეევის ასახვის რაოდენობა, რომელიც ბრუნდება სუპერგამტარში.
ეს ტექნიკა აყალიბებს კრიტიკულ ახალ მეთოდოლოგიას ეგზოტიკური ტიპის ზეგამტარების შიდა კვანტური სტრუქტურის გასაგებად, რომლებიც ცნობილია როგორც არატრადიციული სუპერგამტარები, რაც პოტენციურად საშუალებას გვაძლევს გადავჭრათ სხვადასხვა ღია პრობლემები კვანტურ მასალებში, ხოსე ლადო, ასისტენტ პროფესორი აალტოს უნივერსიტეტმა, რომელმაც კვლევას თეორიული მხარდაჭერა გაუწია, ნათქვამია საინფორმაციო გამოშვებაში.
იგორ ზახაროვმა, კვანტური ინფორმაციის დამუშავების ლაბორატორიის უფროსმა მკვლევარმა, მოსკოვში, Skoltech, განუცხადა Lifewire-ს ელექტრონული ფოსტით, რომ სუპერგამტარი არის მატერიის მდგომარეობა, რომლის დროსაც ელექტრონები არ კარგავენ ენერგიას ბირთვებზე გაფანტვისას. ელექტრული დენი და ელექტრული დენი შეიძლება შეუფერხებლად მიედინება.
"მიუხედავად იმისა, რომ ელექტრონებს ან ბირთვებს აქვთ კვანტური მდგომარეობა, რომელთა გამოყენება შესაძლებელია გამოთვლებისთვის, ზეგამტარი დენი იქცევა როგორც მაკროკვანტური ერთეული კვანტური თვისებებით," დასძინა მან. "აქედან გამომდინარე, ჩვენ აღვადგენთ სიტუაციას, როდესაც მატერიის მაკრო მდგომარეობა შეიძლება გამოყენებულ იქნას ინფორმაციის დამუშავების ორგანიზებისთვის, მაშინ როცა მას აქვს აშკარად კვანტური ეფექტები, რამაც შეიძლება მას გამოთვლითი უპირატესობა მიანიჭოს."
დღევანდელი კვანტური გამოთვლის ერთ-ერთი ყველაზე დიდი გამოწვევა ეხება იმას, თუ როგორ შეგვიძლია გავაუმჯობესოთ სუპერგამტარები.
ზეგამტარი მომავალი
სუპერგამტარი კვანტური კომპიუტერები ამჟამად აჯობებენ კონკურენტ ტექნოლოგიებს პროცესორის ზომით, თქვა კუბიტმა.გუგლმა 2019 წელს აჩვენა ეგრეთ წოდებული „კვანტური უზენაესობა“53 კუბიტიან სუპერგამტარ მოწყობილობაზე. IBM-მა ახლახან გამოუშვა კვანტური კომპიუტერი 127 სუპერგამტარი კუბიტით და რიგეტიმ გამოაცხადა 80 კუბიტიანი სუპერგამტარი ჩიპი.
"ყველა კვანტურ ტექნიკის კომპანიას აქვს ამბიციური საგზაო რუქები, რათა გააფართოვონ თავიანთი კომპიუტერები უახლოეს მომავალში", დასძინა კუბიტმა. "ეს განპირობებულია ინჟინერიის მიღწევებით, რამაც შესაძლებელი გახადა უფრო დახვეწილი კუბიტის დიზაინის განვითარება და ოპტიმიზაცია. ამ კონკრეტული ტექნოლოგიის ყველაზე დიდი გამოწვევა არის კარიბჭეების ხარისხის გაუმჯობესება, ანუ პროცესორის სიზუსტის გაუმჯობესება. შეუძლია ინფორმაციის მანიპულირება და გამოთვლა."
უკეთესი სუპერგამტარები შეიძლება იყოს გასაღები პრაქტიკული კვანტური კომპიუტერების შესაქმნელად. მაიკლ ბირკუკმა, კვანტური გამოთვლითი კომპანია Q-CTRL-ის აღმასრულებელმა დირექტორმა ელფოსტით მიცემულ ინტერვიუში თქვა, რომ თანამედროვე კვანტური გამოთვლითი სისტემების უმეტესობა იყენებს ნიობიუმის შენადნობებსა და ალუმინს, რომლებშიც სუპერგამტარობა აღმოაჩინეს 1950-იან და 1960-იან წლებში.
„კვანტური გამოთვლის ერთ-ერთი ყველაზე დიდი გამოწვევა დღეს უკავშირდება იმას, თუ როგორ შეგვიძლია გავაუმჯობესოთ სუპერგამტარები“, დასძინა ბიერკუკმა. "მაგალითად, მინარევები ქიმიურ შემადგენლობაში ან დეპონირებული ლითონების სტრუქტურაში შეიძლება გამოიწვიოს ხმაურის წყაროები და კვანტურ კომპიუტერებში მუშაობის დეგრადაცია - ეს იწვევს პროცესებს, რომლებიც ცნობილია როგორც დეკოჰერენტობა, რომელშიც იკარგება სისტემის "კვანტურობა".
კვანტური გამოთვლა მოითხოვს დელიკატურ ბალანსს კუბიტის ხარისხსა და კუბიტების რაოდენობას შორის, განმარტა ზაჩაროვმა. ყოველ ჯერზე, როცა კუბიტი ურთიერთქმედებს გარემოსთან, როგორიცაა სიგნალების მიღება „პროგრამისთვის“, მან შეიძლება დაკარგოს ჩახლართული მდგომარეობა.
"მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ ვხედავთ მცირე მიღწევებს თითოეულ მითითებულ ტექნოლოგიურ მიმართულებაში, მათი გაერთიანება კარგ სამუშაო მოწყობილობად ჯერ კიდევ მიუწვდომელია," დასძინა მან.
კვანტური გამოთვლის "წმინდა გრაალი" არის მოწყობილობა ასობით კუბიტით და შეცდომის დაბალი სიხშირით. მეცნიერები ვერ თანხმდებიან იმაზე, თუ როგორ მიაღწევენ ამ მიზანს, მაგრამ ერთ-ერთი შესაძლო პასუხია სუპერგამტარების გამოყენება.
"სილიკონის ზეგამტარ მოწყობილობაში კუბიტების მზარდი რაოდენობა ხაზს უსვამს გიგანტური გამაგრილებელი მანქანების საჭიროებას, რომლებსაც შეუძლიათ დიდი ოპერაციული მოცულობები აბსოლუტურ ნულოვან ტემპერატურასთან ახლოს", - თქვა ზაჩაროვმა.
