Australialaiset tutkijat ovat luoneet maailman ensimmäisen kvanttitietokonepiirin - piirin, joka sisältää kaikki klassisen tietokonesirun peruskomponentit, mutta kvanttimittakaavassa. Maamerkkilöytö, joka julkaistiin eilen Nature-lehdessä, oli tekemisissä yhdeksän vuotta.
"Tämä on jännittävä löytö urallani", vanhempi kirjailija ja kvanttifyysikko Michelle Simmons, Silicon Quantum Computingin perustaja ja UNSW:n kvanttilaskenta- ja viestintätekniikoiden huippuyksikön johtaja, kertoi ScienceAlertille.
Sen lisäksi, että Simmons ja hänen tiiminsä ovat luoneet olennaisesti toimivan kvanttiprosessorin, he ovat myös onnistuneet testaamaan sitä simuloimalla pientä molekyyliä, jossa jokaisella atomilla on useita kvanttitiloja – mitä perinteisellä tietokoneella on vaikea saavuttaa.
Tämä viittaa siihen, että olemme nyt askeleen lähempänä kvanttiprosessoinnin voimaa, jotta voimme ymmärtää paremmin ympärillämme olevaa maailmaa, jopa pienimmässä mittakaavassa.
"1950-luvulla Richard Feynman sanoi, että emme koskaan ymmärrä kuinka maailma toimii - miten luonto toimii - ellemme ala tehdä sitä samassa mittakaavassa", Simmons kertoi ScienceAlertille. ”Jos voimme alkaa ymmärtää materiaaleja tällä tasolla, voimme luoda asioita, joita ei ole koskaan ennen tehty. Kysymys kuuluu, kuinka todella hallita luontoa tällä tasolla?".
Tehdäkseen harppauksen kvanttilaskennan alalla tutkijat käyttivät skannaustunnelointimikroskooppia ultrakorkeassa tyhjiössä kvanttipisteiden sijoittamiseen subnanometrin tarkkuudella. Jokaisen kvanttipisteen sijainnin on oltava oikea, jotta kaavio voi jäljitellä elektronien liikkumista hiiliriviä pitkin, jossa on yksi tai kaksi sidosta polyasetyleenimolekyylissä.
Vaikein osa oli selvittää tarkalleen kuinka monta fosforiatomia pitäisi olla kussakin kvanttipisteessä, tarkka etäisyys kunkin pisteen välillä ja sitten suunnitella kone, joka voisi sijoittaa pienet pisteet täsmälliseen järjestykseen piisirun sisään. Jos kvanttipisteet ovat liian suuria, näiden kahden pisteen välinen vuorovaikutus tulee "liian suureksi ohjattavaksi toisistaan riippumatta", tutkijat sanovat.
Mielenkiintoista myös:
- IBM on ilmoittanut suunnitelmistaan luoda 4000 XNUMX kubitin kvanttiprosessori
- Tutkijat rikkoivat kvanttisalatun viestinnän maailmanennätyksen
Polyasetyleeni valittiin, koska se on hyvin tunnettu malli ja siksi sitä voidaan käyttää osoittamaan, että tietokone mallintaa oikein elektronien liikettä molekyylin läpi.
Koska tutkijoilla on tällä hetkellä rajallinen käsitys molekyylien toiminnasta atomimittakaavassa, uusien materiaalien luomiseen liittyy monia oletuksia. "Yksi pyhistä graaleista on aina ollut korkean lämpötilan suprajohteiden valmistaminen", Simmons sanoo. Toinen kvanttilaskennan mahdollinen sovellus on keinotekoisen fotosynteesin ja valon muuntamisen kemialliseksi energiaksi orgaanisten ketjureaktioiden avulla.
Toinen suuri ongelma, jonka kvanttitietokoneet voivat ratkaista, on lannoitteiden luominen. Typen kolmoissidokset hajoavat tällä hetkellä korkean lämpötilan ja paineen olosuhteissa rautakatalyytin läsnä ollessa kiinteän typen muodostamiseksi lannoitteita varten. Toisen katalyytin löytäminen, joka voi tehdä lannoitteesta tehokkaamman, voi säästää paljon rahaa ja energiaa.
Voit auttaa Ukrainaa taistelemaan venäläisiä hyökkääjiä vastaan. Paras tapa tehdä tämä on lahjoittaa varoja Ukrainan asevoimille Pelasta elämä tai virallisen sivun kautta NBU.
Lue myös:
- Maailman ensimmäinen jäähdyttämätön kvanttitietokone on asennettu Australiaan
- Tutkijat ovat löytäneet tavan yhdistää suhteellisuusteoria ja kvanttimekaniikka