היסודות המרכזיים של סוג חדש של מחשב קוונטי הם אטומים מגנטיים מהמעמד של מה שנקרא
בדרך למחשבים קוונטיים ראשונייםהדרישה היא ליצור מה שנקרא ביטים קוונטיים או קיוביטים - סיביות זיכרון שבניגוד לביטים קלאסיים, יכולים לקבל לא רק את הערכים הבינאריים של אפס ואחד, אלא גם כל שילוב שרירותי.
"זה מאפשר סוג חדש לחלוטין של מחשוב ועיבוד נתונים, אשר עבור יישומים ספציפיים פירושו האצה עצומה בכוח המחשוב."
חוקר PSI מנואל גרים.
פיזיקאים מתארים כמה פיסות לוגיות ובסיסיותניתן ליישם פעולות מחשב איתם במוצק מגנטי: קיוביטים ימוקמו על אטומים בודדים ממחלקה של יסודות אדמה נדירים, המובנים בתוך סריג הגביש של החומר העיקרי.
בהתבסס על חוקי הפיזיקה הקוונטית, חוקריםחישב שהספין הגרעיני של אטומי אדמה נדירים יתאים לשימוש כמעביר מידע, כלומר קיוביטים. הם גם מציעים שפולסי לייזר ממוקדים יכולים להעביר מידע באופן מיידי לאלקטרונים של האטום ובכך להפעיל קיוביטים, ולגרום למידע שלהם להיות גלוי לאטומים שמסביב.
שני קווביטים מופעלים כאלה מתקשריםאחד עם השני וכך ניתן "להסתבך". ההסתבכות היא מאפיין מיוחד של מערכות קוונטיות של כמה חלקיקים או קווביטים, וזה חשוב למחשבים קוונטיים: התוצאה של מדידת קוביט אחד תלויה ישירות בתוצאות של מדידת קוביות אחרות, ולהיפך.
חוקרים מדגימים כיצד הקוביטים האלה יכוליםניתן להשתמש בהם ליצירת שערים לוגיים, בעיקר בקרת שערים עם ערך "NOT" (שערים CNOT). שערי לוגיקה הם אבני הבניין הבסיסיות שבהן מחשבים קלאסיים משתמשים גם לביצוע חישוב. אם תשלב מספר מספיק של שערי CNOT כאלה, כמו גם מספר מספיק של שערים בקוויביט אחד, כל פעולת חישוב שניתן להעלות על הדעת תתאפשר. לפיכך, הם מהווים את עמוד השדרה של מחשבים קוונטיים.
זו לא הפעם הראשונה שמציעים מדעניםהשתמש בשערי לוגיקה קוונטית. עם זאת, לשיטה זו להפעיל ולהסתבך קוביטים יש יתרון מכריע בהשוואה להצעות דומות קודמות: היא מהירה פי עשרה לפחות.
יתרון נוסף הוא לא רקהמהירות שבה מחשב קוונטי המבוסס על תפיסה זו יכול לבצע חישובים, ומעל לכל, זה נוגע לרגישות המערכת לטעויות.
קוביטים אינם יציבים במיוחד.אם תהליכי ההסתבכות הם איטיים מדי, יש סבירות גבוהה שחלק מהקוביטים יאבדו את המידע שלהם בינתיים. למעשה, חוקרי PSI גילו דרך לבנות מחשב קוונטי לא רק מהר פי עשרה ממערכות דומות, אלא גם פחות נוטים לטעויות באותו גורם.
קרא גם:
הירח של שבתאי טיטאן דומה להפליא לכדור הארץ. אילו תוכניות יש לאנושות בשבילה?
הפלה ומדע: מה יקרה לילדים שילדו.
שליש מאלו שהחלימו מ- COVID-19 חוזרים לבית החולים. כל אדם שמיני מת.
מספר גדול של לווייתנים אפורים החל לרעוב ולמות באוקיאנוס השקט.