Asosiy takliflar
- Oddiy mexanik qurilmalar kvant hisoblashdagi yaqinda erishilgan yutuqlarga ilhom berdi.
- Stenford tadqiqotchilari harakatni qoʻllab-quvvatlaydigan akustik qurilmalar yordamida hisoblash texnikasini ixtiro qilishdi.
- Kvant hisoblashlari soʻnggi yillarda sezilarli yutuqlarga erishdi, ayniqsa kvant ustunligining namoyishi bilan.
Agnetta Cleland
Amaliy kvant kompyuterlari oddiy mexanik qurilmalardan ilhomlangan yangi tadqiqotlar tufayli haqiqatga bir qadam yaqinlashishi mumkin.
Stenford universiteti tadqiqotchilari kelajakda kvant fizikasiga asoslangan texnologiyalar uchun muhim eksperimental qurilmani ishlab chiqdilar. Texnika telefonlarda harakatni o'lchaydigan osilator kabi harakatni ishlatadigan akustik asboblarni o'z ichiga oladi. Bu kvant mexanikasining g‘alati kuchlarini hisoblash uchun ishlatish bo‘yicha ortib borayotgan sa’y-harakatlarning bir qismidir.
"Bugungi kunda ko'plab kompaniyalar kvant hisoblash bilan tajriba o'tkazayotgan bo'lsa-da, "kontseptsiyani isbotlash" loyihalaridan tashqari amaliy dasturlarga 2-3 yil kerak bo'ladi", dedi Classiq kvant hisoblash kompaniyasining marketing bo'yicha bosh direktori Yuval Boger Lifewire nashriga. elektron pochta intervyusi. “Bu yillar davomida kattaroq va ko‘proq quvvatga ega kompyuterlar joriy qilinadi va ushbu yaqinlashib kelayotgan mashinalardan foydalanish imkonini beruvchi dasturiy platformalar o‘zlashtiriladi."
Kvant hisoblashda mexanik tizimlarning roli
Stenford tadqiqotchilari mexanik tizimlarning afzalliklarini kvant shkalasiga tushirishga harakat qilmoqdalar. Nature jurnalida e'lon qilingan yaqinda o'tkazgan tadqiqotiga ko'ra, ular qubit yoki kvant "bit" ma'lumotlarida energiyani saqlash va qayta ishlashga qodir bo'lgan kichik osilatorlarni kontaktlarning zanglashiga olib, bu maqsadga erishdilar. Qubitlar ilg'or kompyuterlarni quvvatlantirishi mumkin bo'lgan kvant mexanik effektlarni yaratadi.
Haqiqatning kvant-mexanik darajasida ishlash usuli bizning dunyodagi makroskopik tajribamizdan juda farq qiladi.
"Ushbu qurilma yordamida biz mexanik tizimlarga asoslangan kvant kompyuterlari va boshqa foydali kvant qurilmalarini yaratishda muhim navbatdagi qadamni ko'rsatdik", dedi maqolaning katta muallifi Amir Safavi-Naeyni. yangiliklar relizi. "Aslida biz "mexanik kvant mexanik" tizimlarini yaratmoqchimiz."
Kichik mexanik qurilmalarni yasash koʻp mehnat talab qildi. Jamoa nanometr o'lchamdagi apparat komponentlarini yasashi va ularni ikkita kremniyli kompyuter chiplariga joylashtirishi kerak edi. Shundan so‘ng tadqiqotchilar ikkita chipni bir-biriga yopishtiruvchi bir turdagi sendvich yasadilar, shuning uchun pastki chipdagi elementlar yuqori yarmidagi elementlarga qarama-qarshi bo‘ldi.
Pastki chipda qurilma kubitini tashkil etuvchi alyuminiy supero'tkazuvchi sxema mavjud. Mikroto'lqinli impulslarni ushbu sxemaga yuborish fotonlarni (yorug'lik zarralarini) hosil qiladi, ular mashinada qubit ma'lumotni kodlaydi.
Bitlarni 0 yoki 1 ni ifodalovchi kuchlanish sifatida saqlaydigan an'anaviy elektr qurilmalardan farqli o'laroq, kvant mexanik qurilmalaridagi kubitlar bir vaqtning o'zida 0 va 1 kombinatsiyalarini ham ifodalashi mumkin. Superpozitsiya deb nomlanuvchi hodisa kvant tizimiga tizim oʻlchanguncha bir vaqtning oʻzida bir nechta kvant holatdan chiqishiga imkon beradi.
"Haqiqatning kvant-mexanik darajasida ishlash usuli bizning dunyodagi makroskopik tajribamizdan juda farq qiladi", dedi Safavi-Naeini.
Agnetta Cleland
Kvant hisoblashdagi taraqqiyot
Kvant texnologiyasi tez sur'atlar bilan rivojlanmoqda, ammo uni amaliy qoʻllashga tayyor boʻlgunga qadar hal qilish uchun toʻsiqlar bor, dedi Quantum Machines bosh direktori Itamar Sivan Lifewire’ga elektron pochta orqali bergan intervyusida.
"Kvant hisoblash, ehtimol, biz jamiyat sifatida hozir shug'ullanayotgan eng qiyin oy zarbasi", dedi Sivan. "Uning amaliy bo'lishi uchun kvant hisoblash stekining ko'p qatlamlarida sezilarli yutuqlar va yutuqlar kerak bo'ladi."
Hozirda kvant kompyuterlarini shovqin ta’qib qilmoqda, ya’ni vaqt o’tishi bilan kubitlar shu qadar shovqinli bo’lib, ulardagi ma’lumotlarni tushunishning imkoni yo’q va ular foydasiz bo’lib qoladi, deydi Zak Romashko, muhandis Universal Quantum kompaniyasi elektron pochta xabarida.
"Amalda bu kvant kompyuterlari uchun algoritmlar ishlamay qolgunga qadar oz vaqt yoki operatsiyalar soni bilan cheklanishini anglatadi", dedi Romashko. "Ushbu shovqinli rejim amaliy natijalar berishi aniq emas, biroq bir qancha tadqiqotchilar asosiy kimyoviy moddalarni simulyatsiya qilish imkoni borligiga ishonishadi."
Kvant hisoblashlari so'nggi yillarda sezilarli yutuqlarga erishdi, ayniqsa "kvant ustunligi" deb ataladigan narsaning namoyishi bo'lib, unda kvant kompyuteri mualliflarning ta'kidlashicha, oddiy mashinani taxminan 10 000 ga olishi mumkin edi. yakunlash uchun yillar. "Oddiy kompyuter shunchalik uzoq davom etishi haqida ba'zi munozaralar bo'lgan, ammo bu hali ham ajoyib namoyish", dedi Romashko.
Texnik toʻsiqlar bartaraf etilgach, Sivan bir necha yil ichida kvant hisoblash kriptografiyadan tortib vaktsina kashfiyotiga qadar hamma narsaga sezilarli taʼsir koʻrsata boshlaydi, deb bashorat qilmoqda."Tasavvur qiling-a, agar kvant kompyuterlari vaktsinani topishga yordam berganida, Covid-19 pandemiyasi qanchalik boshqacha bo'lardi", dedi u.
