양자컴퓨팅은 아직 초기 단계이지만, 크게 증가할 것입니다.
새로운 연구
산하 학제간 연구 그룹하버드 대학교 연구원을 포함한 UCLA 리더십은 양자 컴퓨터 구축을 위한 혁신적인 새로운 전략을 개발했으며, 이제 엔지니어들은 회로, 반도체 및 기타 전기 공학 도구를 사용하는 반면, 과학자 팀은 원자 건물을 설계하는 화학자의 능력을 기반으로 계획을 개발했습니다. 블록. 그들은 함께 모일 때 더 큰 분자 구조의 특성을 제어합니다.
Nature Chemistry 저널에 발표된 연구원들의 발견은 궁극적으로 양자 처리 능력의 도약으로 이어질 것입니다.
Квантовые функциональные группы исследователей (ярко окрашенные сферы), соединяющиеся с более крупными молекулами.
이미지: 스티븐 설리반
«Идея состоит в том, чтобы вместо создания квантового компьютера позволить химикам построить его для нас, — объясняет Эрик Хадсон, профессор физики из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и автор исследования. — Все мы все еще изучаем правила для этого типа квантовой технологии. Сейчас эта работа, скорее, научно-фантастическая».
큐빗은 어떻게 작동합니까?
Базовыми единицами информации в традиционных вычислениях являются биты, каждый из которых ограничен одним из двух значений. Напротив, группа квантовых битов — или кубитов — может иметь гораздо более широкий диапазон значений, экспоненциально увеличивая вычислительную мощность компьютера. Для представления всего 10 кубитов требуется более 1 000 обычных битов, а для 20 кубитов требуется более 1 миллиона битов.
Эта характеристика, которая лежит в основе трансформационного потенциала квантовых вычислений, зависит от парадоксальных правил, которые применяются при взаимодействии атомов. Например, когда две частицы взаимодействуют, они могут стать связанными или запутанными, так что измерение свойств одной определяет свойства другой. Запутывание кубитов является требованием квантовых вычислений.
무엇이 문제입니까?
Однако эта запутанность непрочна. Когда кубиты сталкиваются с тонкими изменениями в своем окружении, они теряют свою «квантовость», которая необходима для реализации квантовых алгоритмов. Это ограничивает самые мощные квантовые компьютеры менее чем 100 кубитами, а для поддержания их работы в квантовом состоянии требуются слишком ресурсов.
Чтобы применить квантовые вычисления на практике, инженеры должны увеличить вычислительную мощность. Авторы исследования продвинулись в этом вопросе: они создали молекулы, защищающие квантовое поведение.
해결책이 있다
Ученые разработали небольшие молекулы, которые включают атомы кальция и кислорода и действуют как кубиты. Такие кальций-кислородные структуры образуют то, что химики называют функциональной группой. Их можно подключить практически к любой другой молекуле, а также придать ей необычные свойства.
Команда показала, что их функциональные группы сохраняют желаемую структуру даже при присоединении к гораздо более крупным молекулам. Их химические кубиты даже выдерживают лазерное охлаждение, что является ключевым требованием для квантовых вычислений.
어디로 이어지는가?
Если связать квантовую функциональную группу с поверхностью или какой-нибудь длинной молекулой, то можно управлять большим количеством кубитов, объясняют авторы исследования. Кроме того, масштабирование будет очень дешевым. «Атом — одна из самых дешевых вещей во Вселенной. Их можно сделать столько, сколько захотите», — отметили ученые.
Кроме того, квантовая функциональная группа пригодится для фундаментальных открытий в химии и науках о жизни. Например, поможет ученым больше узнать о структуре и функциях различных молекул и химических веществ в организме человека.
또한 큐비트는 다음과 같이 사용할 수 있습니다.고감도 측정기. 가장 중요한 것은 생물학적 시스템과 같은 어려운 환경에서 생존할 수 있도록 보호하는 것입니다. 그러면 과학자들은 우리 세계에 대한 많은 새로운 정보를 얻게 될 것입니다.
그러나 양자 컴퓨터의 발달화학적 기반은 현실적으로 수십 년이 걸릴 수 있으며 반드시 성공적이지는 않을 수 있다고 과학자들은 결론지었습니다. 첫 번째 단계는 큐비트를 더 큰 분자에 결합하고 원치 않는 신호 없이 프로세서처럼 상호 작용하도록 하고 시스템으로 작동하도록 얽히게 하는 것입니다.
더 읽어보기 :
곧 태양 폭풍이 지구를 강타할 것입니다. 물질은 800km / s의 속도로 날아갑니다.
과학자들은 꽃으로 착각한 촉수가 있는 이상한 생물을 촬영했습니다.
러시아가 ISS를 떠난다: 지금 무슨 일이 일어날 것이며 스테이션의 유지 보수가 위협받는 이유