Komponenter

Forskare tar ett steg framåt i kvantkomputering

Nyckelpiga och chatt Noir och deras barn. Sagor för natten från Marinette Miraculous

Nyckelpiga och chatt Noir och deras barn. Sagor för natten från Marinette Miraculous
Anonim

Forskare i Förenade kungariket och USA på fredag ​​publicerade en uppsats som beskriver detaljer som kan bringa en fullt fungerande kvantdator ett steg närmare verkligheten.

Quantum computing, som har forskats i årtionden, har traditionellt haft en Problem med att hålla data i ett sammanhängande format, vilket gör det svårt att köra program eller datoruppgifter. Forskarna har hittat ett sätt att bevara elektroner, som lagrar data längre, vilket gör det möjligt för ett system att bearbeta data mer sammanhängande och köra program mer effektivt.

Även om kvantumdatorer kunde revolutionera ansiktet på datorer. På några sekunder kan quantumdatorer utföra uppgifter som inte är genomförbara för superdatorer idag. Quantum computing använder materia - atomer och molekyler - för att bearbeta massiva mängder uppgifter vid superdatorhastigheter, eftersom data lagras och delas i flera tillstånd snarare än de vanliga binära tillstånden 0 och 1.

Quantum computing är baserad på lagarna av kvantmekanik, som ser på interaktion och beteende hos materia på atom- och subatom-proton-, neutron- och elektronnivåer. Genom att lösa kända problem i kvantkalkylering, är forskare i en tävling för att bygga en fullt fungerande kvantdator.

Det finns många kvantdatordesigner som lagrar data på olika sätt, säger Gavin Morley, en av författarna till papperet och en forskare vid London Center for Nanotechnology, som är ett joint venture mellan University College London och Imperial College London. Morley arbetade med forskare från flera institutioner, inklusive University of Utah i Salt Lake City. Forskarna använde magnetiska tillstånd av elektronerna för att lagra data.

Kvantbitar måste rotera för att köra ett program, men ibland nedbryter kvaliteten på elektroner och skickar dem till oönskade stater - som kallas kvantebuller - som kan utgöra ett problem som användare kan förlora kontrollen av programmet som körs. Genom att använda ett visst magnetfält använde forskarna en ström för att bestämma tillståndet för en elektron utan att orsaka störningar, vilket gav dem en 5 000 procent längre livslängd än något annat liknande experiment hittills, sade Morley.

Gruppens forskning fokuserade på fosforatomer i kisel. De bästa försöken har tidigare strömmat en ström över elektronerna via små elektriska ledningar, men det har inneburit mycket kvasteljud, vilket tar bort en viktig fördel med materialet, sade Morley.

Forskarna hoppas att deras arbete kommer att tillåta dem att bygga en quantum superdator, men det kan ta tid. "Det är omöjligt att förutsäga när eller om en kvantdator kommer att byggas. Jag hoppas kunna se en i ett forskningslabb de närmaste 15 till 20 åren," sa Morley..

Men förutom de hårda utmaningarna kommer kvantdatorer att lösa beräkningsproblem som plågar dagens datorer, sa Morley. "Till exempel kan vi simulera beteendet hos stora biologiska molekyler och droger för att hitta nya läkemedel," sa han.

Papperet dök upp i publikationen för fysisk granskning.