ซื้อกลับบ้านที่สำคัญ
- การวิจัยใหม่ได้เปิดเผยวิธีทำควอนตัมบิตโดยใช้คริสตัล
- การค้นพบนี้สามารถปลดปล่อยศักยภาพของการปฏิวัติคอมพิวเตอร์ควอนตัม
- แต่ผู้เชี่ยวชาญบอกว่าคุณไม่ควรคาดหวังให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมมาแทนที่แล็ปท็อปของคุณในเร็วๆ นี้
นักฟิสิกส์ใช้ประโยชน์จากวิธีการแปลก ๆ ที่อะตอมโต้ตอบกันเพื่อสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัม
ความบกพร่องของอะตอมในผลึกบางชนิดอาจช่วยปลดปล่อยศักยภาพของการปฏิวัติคอมพิวเตอร์ควอนตัม ตามการค้นพบของนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยนอร์ทอีสเทิร์นนักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าพวกเขาได้ค้นพบวิธีใหม่ในการสร้างควอนตัมบิตโดยใช้คริสตัล ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีควอนตัมซึ่งปรับใช้คุณสมบัติของฟิสิกส์ควอนตัมที่เรียกว่าการพัวพัน อาจทำให้อุปกรณ์ทรงพลังและประหยัดพลังงานมากขึ้น
"การพัวพันเป็นคำแฟนซีสำหรับการสร้างความสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคที่ทำให้พวกเขาทำตัวเหมือนถูกผูกมัดเข้าด้วยกัน" Vincent Berk, CRO & CSO ของ Quantum Xchange บริษัท คอมพิวเตอร์ควอนตัมบอกกับ Lifewire ในการสัมภาษณ์ทางอีเมล
"ความสัมพันธ์นี้พิเศษตรงที่อนุญาตให้การกระทำของอนุภาคหนึ่งมีผลกับอีกอนุภาคหนึ่ง นี่คือสิ่งที่พลังของการคำนวณเข้ามา: เมื่อสถานะของสิ่งหนึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงหรือส่งผลต่อสถานะของอีกสิ่งหนึ่งได้ อันที่จริง ตามพันธะพัวพันที่บ้าคลั่งนี้ เราสามารถแสดงผลลัพธ์ที่เป็นไปได้ทั้งหมดของการคำนวณด้วยอนุภาคเพียงไม่กี่อนุภาค"
ควอนตัมบิต
นักวิจัยอธิบายในบทความฉบับล่าสุดใน Nature ว่าข้อบกพร่องในวัสดุประเภทใดประเภทหนึ่ง โดยเฉพาะไดคัลโคเจไนด์โลหะทรานซิชันแบบสองมิติ มีคุณสมบัติของอะตอมเพื่อสร้างควอนตัมบิต หรือเรียกสั้นๆ ว่า qubit ซึ่งเป็นสิ่งปลูกสร้าง บล็อกสำหรับเทคโนโลยีควอนตัม
"ถ้าเราสามารถเรียนรู้วิธีสร้าง qubits ในเมทริกซ์สองมิตินี้ได้ นั่นเป็นเรื่องใหญ่เรื่องใหญ่" Arun Bansil ศาสตราจารย์ฟิสิกส์จากภาคตะวันออกเฉียงเหนือและผู้เขียนร่วมกล่าวในข่าว ปล่อย
Bansil และเพื่อนร่วมงานของเขากลั่นกรองวัสดุต่างๆ หลายร้อยแบบเพื่อค้นหาวัสดุที่สามารถโฮสต์ qubit โดยใช้อัลกอริธึมคอมพิวเตอร์ขั้นสูง
"เมื่อเราดูวัสดุเหล่านี้จำนวนมาก ในที่สุด เราพบข้อบกพร่องเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ประมาณหนึ่งโหลหรือมากกว่านั้น" บันซิลกล่าว "ทั้งวัสดุและประเภทของข้อบกพร่องมีความสำคัญที่นี่เพราะโดยหลักการแล้วมีข้อบกพร่องหลายประเภทที่สามารถสร้างขึ้นในวัสดุใดก็ได้"
การค้นพบที่สำคัญคือข้อบกพร่องที่เรียกว่า "แอนติไซต์" ในภาพยนตร์ของไดคัลโคเจไนด์โลหะทรานซิชันแบบสองมิติมีสิ่งที่เรียกว่า "สปิน" ด้วย สปินเรียกอีกอย่างว่าโมเมนตัมเชิงมุม อธิบายคุณสมบัติพื้นฐานของอิเล็กตรอนที่กำหนดไว้ในสถานะที่มีศักยภาพหนึ่งในสองสถานะ: ขึ้นหรือลง Bansil กล่าว
หลักการพื้นฐานประการหนึ่งของกลศาสตร์ควอนตัมคือสิ่งต่างๆ เช่น อะตอม อิเล็กตรอน โฟตอน มีปฏิสัมพันธ์อย่างต่อเนื่องในระดับมากหรือน้อย Mark Mattingley-Scott กรรมการผู้จัดการ EMEA ของบริษัทควอนตัมคอมพิวเตอร์ Quantum Brilliance กล่าวในการ อีเมล
ถ้าเราสามารถเรียนรู้วิธีสร้าง qubits ในเมทริกซ์สองมิตินี้ได้ นั่นเป็นเรื่องใหญ่เรื่องใหญ่
"คอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้ประโยชน์จากการพึ่งพาอาศัยกันระหว่าง qubits ซึ่งเป็นระบบกลไกควอนตัมที่ง่ายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อเพิ่มจำนวนโซลูชันที่เราสามารถสำรวจแบบคู่ขนานได้อย่างมากเมื่อเราเรียกใช้โปรแกรมควอนตัม" เขากล่าวเสริม
ควอนตัมกระโดด
แม้จะมีการพัฒนาอย่างรวดเร็วใน qubits อย่าคาดหวังให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมมาแทนที่แล็ปท็อปของคุณในเร็ว ๆ นี้ นักวิจัยยังไม่รู้ระบบทางกายภาพที่ดีที่สุดสำหรับการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัม Michael Raymer ศาสตราจารย์ฟิสิกส์จาก University of Oregon ผู้ศึกษาการคำนวณควอนตัมบอกกับ Lifewire ทางอีเมล
"มีแนวโน้มว่าในทศวรรษหน้าจะไม่มี QC สากลขนาดใหญ่ที่สามารถแก้ปัญหาควอนตัมที่วางตัวได้ดี" Raymer กล่าว "ดังนั้น ผู้คนจึงสร้างต้นแบบโดยใช้ 'แพลตฟอร์ม' ของวัสดุต่างๆ"
ต้นแบบที่ล้ำหน้าที่สุดบางตัวใช้ไอออนที่ดักจับ รวมทั้งที่สร้างโดยบริษัทอย่าง ionQ และ Quantinuum "สิ่งเหล่านี้มีข้อได้เปรียบที่อะตอมทั้งหมดประเภทเดียว (เช่นโซเดียม) เหมือนกันอย่างเคร่งครัดซึ่งเป็นคุณสมบัติที่มีประโยชน์อย่างมาก" Raymer กล่าว
แอปพลิเคชั่นในอนาคตสำหรับการคำนวณควอนตัมนั้นไร้ขีดจำกัด
"การตอบคำถามนี้คล้ายกับการตอบคำถามเดียวกันเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ดิจิทัลในทศวรรษ 1960" Raymer กล่าว "ในตอนนั้นไม่มีใครทำนายคำตอบได้อย่างถูกต้อง และไม่มีใครสามารถทำได้ในตอนนี้ แต่ชุมชนวิทยาศาสตร์มีความมั่นใจทุกประการว่า หากเทคโนโลยีประสบความสำเร็จ มันจะส่งผลกระทบอย่างเท่าเทียมกันกับการปฏิวัติเซมิคอนดักเตอร์ในช่วงปี 1990-2000"