Folje kryesore
- Bërja e kompjuterëve kuantikë praktike mund të varet nga gjetja e mënyrave më të mira për të përdorur materiale superpërçuese që nuk kanë rezistencë elektrike.
- Studiuesit në Laboratorin Kombëtar Oak Ridge kanë zbuluar një metodë për të gjetur elektrone të lidhura me saktësi ekstreme.
- Kompjuterët kuantikë superpërcjellës aktualisht mundin teknologjitë rivale për sa i përket madhësisë së procesorit.
Kompjuterët kuantikë praktikë mund të mbërrijnë së shpejti me implikime të thella për gjithçka, nga zbulimi i drogës deri te thyerja e kodit.
Në një hap drejt ndërtimit të makinerive kuantike më të mira, studiuesit në Laboratorin Kombëtar Oak Ridge kohët e fundit matën rrymën elektrike midis një maje metalike të mprehtë atomike dhe një superpërçuesi. Kjo metodë e re mund të gjejë elektrone të lidhur me saktësi ekstreme në një lëvizje që mund të ndihmojë në zbulimin e llojeve të reja të superpërçuesve, të cilët nuk kanë rezistencë elektrike.
"Qarqet superpërcjellëse janë paraardhësi aktual për ndërtimin e biteve kuantike (qubits) dhe portave kuantike në harduer," i tha Lifewire në një email Toby Cubitt, drejtori i Phasecraft, një kompani që ndërton algoritme për aplikacionet kuantike. intervistë. "Kubitët superpërçues janë qarqe elektrike të gjendjes së ngurtë, të cilat mund të projektohen me saktësi dhe fleksibilitet të lartë."
Veprim drithërues
Kompjuterët kuantikë përfitojnë nga fakti që elektronet mund të kërcejnë nga një sistem në tjetrin përmes hapësirës duke përdorur vetitë misterioze të fizikës kuantike. Nëse një elektron çiftëzohet me një elektron tjetër pikërisht në pikën ku takohen metali dhe superpërçuesi, ai mund të formojë atë që quhet çift Cooper. Superpërcjellësi lëshon gjithashtu një lloj grimce tjetër në metal, e njohur si reflektimi i Andreev. Studiuesit kërkuan këto reflektime të Andreev për të zbuluar çiftet e Cooper.
Universiteti A alto / Jose Lado
Shkencëtarët e Oak Ridge matën rrymën elektrike midis një maje metalike të mprehtë atomike dhe një superpërçuesi. Kjo qasje i lejon ata të zbulojnë sasinë e reflektimit Andreev që kthehet te superpërçuesi.
Kjo teknikë krijon një metodologji të re kritike për të kuptuar strukturën e brendshme kuantike të llojeve ekzotike të superpërçuesve të njohur si superpërcjellës jokonvencionale, duke na lejuar potencialisht të trajtojmë një sërë problemesh të hapura në materialet kuantike, Jose Lado, një profesor asistent në Universiteti A alto, i cili ofroi mbështetje teorike për hulumtimin, tha në një njoftim për shtyp.
Igor Zacharov, një shkencëtar i lartë kërkimor në Laboratorin Kuantik të Përpunimit të Informacionit, Skoltech në Moskë, tha për Lifewire përmes emailit se një superpërçues është një gjendje e materies në të cilën elektronet nuk humbasin energji duke u shpërndarë në bërthama kur kryejnë rryma elektrike dhe rryma elektrike mund të rrjedhin pa pushim.
"Ndërsa elektronet ose bërthamat kanë gjendje kuantike që mund të shfrytëzohen për llogaritje, rryma superpërçuese sillet si një njësi makro kuantike me veti kuantike," shtoi ai. "Prandaj, ne rikuperojmë situatën në të cilën një gjendje makro e materies mund të përdoret për të organizuar përpunimin e informacionit ndërkohë që ka efekte të dukshme kuantike që mund t'i japin asaj një avantazh llogaritës."
Një nga sfidat më të mëdha në llogaritjen kuantike sot lidhet me mënyrën se si mund t'i bëjmë superpërçuesit të performojnë edhe më mirë.
E ardhmja superpërcjellëse
Kompjuterët kuantikë superpërcjellës aktualisht mundin teknologjitë rivale për sa i përket madhësisë së procesorit, tha Cubitt. Google demonstroi të ashtuquajturën "supremaci kuantike" në një pajisje superpërcjellëse 53 kubitësh në vitin 2019. IBM lançoi së fundi një kompjuter kuantik me 127 kubit superpërçues dhe Rigetti ka njoftuar një çip superpërcjellës 80 kubit.
"Të gjitha kompanitë e pajisjeve kuantike kanë udhërrëfyes ambicioz për të shkallëzuar kompjuterët e tyre në të ardhmen e afërt," shtoi Cubitt. "Kjo është nxitur nga një sërë përparimesh në inxhinieri, të cilat kanë mundësuar zhvillimin e dizajneve më të sofistikuara kubit dhe optimizimin. Sfida më e madhe për këtë teknologji të veçantë është përmirësimi i cilësisë së portave, d.m.th., përmirësimi i saktësisë me të cilën procesori mund të manipulojë informacionin dhe të kryejë një llogaritje."
Superpërcjellësit më të mirë mund të jenë çelësi për të bërë kompjuterë kuantikë praktikë. Michael Biercuk, CEO i kompanisë kompjuterike kuantike Q-CTRL, tha në një intervistë me email se shumica e sistemeve aktuale të llogaritjes kuantike përdorin lidhje niobiumi dhe alumini, në të cilat superpërçueshmëria u zbulua në vitet 1950 dhe 1960.
"Një nga sfidat më të mëdha në llogaritjen kuantike sot lidhet me mënyrën se si mund t'i bëjmë superpërçuesit të performojnë edhe më mirë," shtoi Biercuk. "Për shembull, papastërtitë në përbërjen kimike ose strukturën e metaleve të depozituara mund të shkaktojnë burime zhurme dhe degradim të performancës në kompjuterët kuantikë - këto çojnë në procese të njohura si dekoherencë në të cilat humbet 'kuantumiteti' i sistemit."
Llogaritja kuantike kërkon një ekuilibër delikat midis cilësisë së një kubit dhe numrit të kubitëve, shpjegoi Zacharov. Sa herë që një kubit ndërvepron me mjedisin, si p.sh. marrja e sinjaleve për 'programim', ai mund të humbasë gjendjen e tij të ngatërruar.
"Ndërsa shohim përparime të vogla në secilin prej drejtimeve të treguara teknologjike, kombinimi i tyre në një pajisje të mirë pune është ende i pakapshëm," shtoi ai.
'Grali i Shenjtë' i llogaritjes kuantike është një pajisje me qindra kubit dhe shkallë të ulët gabimi. Shkencëtarët nuk mund të bien dakord se si do ta arrijnë këtë qëllim, por një përgjigje e mundshme është përdorimi i superpërçuesve.
"Numri në rritje i kubitëve në një pajisje superpërcjellëse silikoni thekson nevojën për makineri gjigante ftohëse që mund të drejtojnë vëllime të mëdha operacionale afër temperaturës zero absolute," tha Zacharov.
