Үндсэн санаанууд
- Энгийн механик төхөөрөмжүүд нь квант тооцооллын сүүлийн үеийн дэвшилтэд түлхэц өгсөн.
- Стэнфордын судлаачид хөдөлгөөнийг зохицуулдаг акустик төхөөрөмж ашиглан тооцоолох техник зохион бүтээжээ.
- Квантын тооцоолол сүүлийн жилүүдэд ихээхэн ахиц дэвшил гаргасан бөгөөд ялангуяа квантын давамгайлал гэж нэрлэгддэг зүйлийг харуулсан.
Агнетта Клеланд
Энгийн механик төхөөрөмжөөс санаа авсан шинэ судалгааны ачаар практик квант компьютерууд бодит байдалд нэг алхам ойртож магадгүй.
Стэнфордын их сургуулийн судлаачид ирээдүйн квант физикт суурилсан технологийн чухал туршилтын төхөөрөмжийг бүтээсэн гэж мэдэгджээ. Энэхүү техник нь утасны хөдөлгөөнийг хэмждэг осциллятор гэх мэт хөдөлгөөнийг зохицуулдаг акустик хэрэгслийг агуулдаг. Энэ нь тооцоололд квант механикийн хачирхалтай хүчийг ашиглах өсөн нэмэгдэж буй хүчин чармайлтын нэг хэсэг юм.
"Өнөөдөр олон компаниуд квант тооцооллыг туршиж байгаа ч "концепцийн нотолгоо" төслөөс давсан практик хэрэглээ нь магадгүй 2-3 жилийн зайтай байх болно" гэж Квантын тооцооллын Classiq компанийн маркетингийн ахлах ажилтан Ювал Богер Lifewire-д ярьжээ. имэйл ярилцлага. "Эдгээр жилүүдэд илүү том, илүү чадвартай компьютерууд гарч ирэх бөгөөд эдгээр машинуудын давуу талыг ашиглах боломжтой програм хангамжийн платформууд хэрэгжих болно."
Квантын тооцоолол дахь механик системийн үүрэг
Стэнфордын судлаачид механик системийн ашиг тусыг квант хэмжүүр рүү буулгахыг хичээж байна. Nature сэтгүүлд нийтлэгдсэн тэдний саяхны судалгаагаар тэд кубит буюу квант 'бит' мэдээлэлд энерги хуримтлуулж, боловсруулж чадах хэлхээ бүхий жижиг осцилляторуудыг нэгтгэснээр энэ зорилгодоо хүрсэн байна. Кубитууд нь дэвшилтэт компьютеруудыг тэжээж чадах квант механик эффектүүдийг үүсгэдэг.
Бодит байдлын квант механик түвшинд ажиллах арга нь дэлхийн макроскопийн туршлагаас тэс өөр юм.
"Энэ төхөөрөмжөөр бид механик системд суурилсан квант компьютер болон бусад хэрэгтэй квантын төхөөрөмжүүдийг бүтээх дараагийн чухал алхмыг харууллаа" гэж уг нийтлэлийн ахлах зохиолч Амир Сафави-Наейни өгүүлэв. мэдээний хувилбар. "Бид үндсэндээ "механик квант механик" системийг бүтээхээр зорьж байна."
Бяцхан механик төхөөрөмжүүдийг хийхэд маш их хөдөлмөр зарцуулагдсан. Баг нь нанометрийн нарийвчлалтай техник хангамжийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хийж, хоёр цахиур компьютерийн чип дээр байрлуулах ёстой байв. Судлаачид дараа нь хоёр чипсийг хооронд нь наасан сэндвич хийсэн тул доод чип дээрх элементүүд дээд талынхтай тулгарсан.
Доод чип нь төхөөрөмжийн кубит үүсгэдэг хөнгөн цагаан хэт дамжуулагч хэлхээтэй. Энэ хэлхээнд богино долгионы импульс илгээх нь фотонуудыг (гэрлийн бөөмс) үүсгэдэг бөгөөд тэдгээр нь машин доторх кубит мэдээллийг кодлодог.
Битийг 0 эсвэл 1-ийн аль нэгийг илэрхийлдэг хүчдэл болгон хадгалдаг ердийн цахилгаан төхөөрөмжүүдээс ялгаатай нь квант механик төхөөрөмжүүдийн кубит нь 0 ба 1-ийн хослолыг нэгэн зэрэг илэрхийлж болно. Суперпозиция гэж нэрлэгддэг үзэгдэл нь квант системийг хэмжих хүртэл олон квант төлөвт нэг дор гарах боломжийг олгодог.
"Бодит байдал квант механик түвшинд ажилладаг арга нь дэлхийн макроскопийн туршлагаас тэс өөр" гэж Сафави-Наейни хэлэв.
Агнетта Клеланд
Квантын тооцоолол дахь ахиц дэвшил
Квантын технологи хурдацтай хөгжиж байгаа хэдий ч практик хэрэглээнд ашиглахад бэлэн болохоос өмнө арилгахад саад бэрхшээл байгаа гэж Quantum Machines компанийн гүйцэтгэх захирал Итамар Сиван Lifewire-д цахим шуудангаар ярилцлага өгөхдөө хэлэв.
"Квантын тооцоолол нь нийгэмд яг одоо бидний хийж байгаа хамгийн хэцүү сарны зураг байх магадлалтай" гэж Сиван хэлэв. "Үүнийг практик болгохын тулд квант тооцооллын стекийн олон давхаргад ихээхэн ахиц дэвшил, нээлт хийх шаардлагатай болно."
Одоогийн байдлаар квант компьютерууд дуу чимээнд автаж байгаа нь цаг хугацаа өнгөрөх тусам кубитууд маш их чимээ шуугиантай болж, түүн дээрх өгөгдлийг ойлгох боломжгүй болж, тэдгээр нь ашиггүй болж байна гэж Зак Ромашко, инженер Зак Ромашко Universal Quantum компани цахим шуудангаар мэдэгдэв.
"Практикт энэ нь квант компьютерт зориулсан алгоритмууд бүтэлгүйтэхээс өмнө зөвхөн бага хэмжээний хугацаа эсвэл үйлдлээр хязгаарлагддаг гэсэн үг" гэж Ромаско хэлэв. "Энэ чимээ шуугиантай горим нь бодит үр дүнд хүрч чадах эсэх нь тодорхойгүй байгаа ч хэд хэдэн судлаачид үндсэн химийн бодисыг дуурайлган дуурайлган хийх боломжтой гэж үзэж байна."
Квантын тооцоолол сүүлийн жилүүдэд ихээхэн ахиц дэвшил гаргасан бөгөөд ялангуяа квант компьютер нь ердийн машиныг 10,000 орчим авах байсан гэж үзсэн үйлдлийг гүйцэтгэсэн "квантын давамгайлал"-ыг харуулсан явдал юм. дуусгах жил. "Энгийн компьютер ийм их хугацаа шаардагдах байсан эсэх талаар маргаан өрнөж байсан ч энэ нь гайхалтай жишээ хэвээр байна" гэж Ромаско хэлэв.
Техникийн саад тотгорыг арилгасны дараа хэдхэн жилийн дараа квант тооцоолол нь криптографаас эхлээд вакцины нээлт хүртэл бүх зүйлд чухал нөлөө үзүүлж эхэлнэ гэж Сиван таамаглаж байна."Хэрвээ квант компьютерууд цаг хугацааны хувьд багахан хугацаанд вакциныг илрүүлэхэд тусалж чадсан бол Ковид-19 тахал хэр өөр байх байсныг төсөөлөөд үз дээ" гэж тэр хэлэв.
