Квантно рачунарство, иако је још увек у повоју, ће се знатно повећати
Ново истраживање
Интердисциплинарна истраживачка група подРуководство УЦЛА, укључујући истраживаче са Универзитета Харвард, развило је револуционарну нову стратегију за изградњу квантних рачунара Док инжењери сада користе кола, полупроводнике и друге алате за електротехнику, тим научника је развио план заснован на способности хемичара да дизајнирају атомску изградњу. блокова. Они контролишу својства већих молекуларних структура када се споје.
Налази истраживача, објављени у часопису Натуре Цхемистри, на крају ће довести до скока у моћи квантне обраде.
Квантне функционалне групе истраживача (сфере јарких боја) које се повезују са већим молекулима.&нбсп;
Слика: Степхен Сулливан
„Идеја је да уместо стварањаквантни компјутер који ће хемичарима омогућити да га направе за нас“, објашњава Ерик Хадсон, професор физике на УЦЛА и аутор студије. "Сви још увек учимо правила за ову врсту квантне технологије." Сада ово дело више личи на научну фантастику.”
Како кубити функционишу?
Основне јединице информација у традиционалному рачунарству су битови, од којих је сваки ограничен на једну од две вредности.&нбсп;Насупрот томе, група квантних битова — или кубита — може имати много шири опсег вредности, експоненцијално повећавајући рачунарску снагу рачунара.&нбсп;Потребно је више од 1.000 обичних да би представили само 10 кубита бита, а 20 кубита захтева више од милион битова.
Ова карактеристика која лежи у основиТрансформациони потенцијал квантног рачунарства зависи од парадоксалних правила која се примењују када су у интеракцији две честице, оне могу да постану везане или запетљане, тако да мерење особина једне одређује испреплетеност друге захтев квантног рачунарства.
У чему је проблем?
Међутим, ово заплетање је крхко.&нбсп;Када кубити наиђу на суптилне промене у свом окружењу, губе свој „квантитет“, који је неопходан за имплементацију квантних алгоритама.&нбсп;Ово ограничава најмоћније квантне рачунаре на мање од 100 кубита и захтева превише ресурса.
Да се квантно рачунарство примени у пракси,инжењери морају повећати своју рачунарску снагу.&нбсп;Аутори студије су напредовали по овом питању: створили су молекуле који штите квантно понашање.
Постоји решење
Научници су развили мале молекулекоји укључују атоме калцијума и кисеоника и делују као кубити такве структуре калцијума и кисеоника чине оно што хемичари називају функционалном групом. Могу се повезати са готово било којим другим молекулом, а такође му дају необична својства.
Екипа је показала да је&нбсп;функционалнагрупе&нбсп;одржавају своју жељену структуру чак и када су везане за много веће молекуле.&нбсп;Њихови хемијски кубити чак издржавају ласерско хлађење, што је кључни захтев за квантно рачунарство.
Где то води?
Ако повежемо квантну функционалну групуса површином или неким дугачким молекулом, онда се може контролисати велики број кубита, објашњавају аутори студије. Поред тога, скалирање ће бити веома јефтино. „Атом је једна од најјефтинијих ствари у универзуму. Можете их направити колико год желите“, приметили су научници.
Поред тога, квантно&нбсп;функционалноГрупа ће бити корисна за фундаментална открића у хемији и наукама о животу. На пример, помоћи ће научницима да сазнају више о структури и функцијама различитих молекула и хемикалија у људском телу.
Такође, кубити се могу користити каовисоко осетљиви мерни инструменти. Главна ствар је заштитити их тако да преживе у тешким окружењима: на пример, у биолошким системима. Тада ће научници добити много нових информација о нашем свету.
Међутим, развој квантног рачунарахемијска основа би реално могла да траје деценијама и не мора да буде успешна, закључују научници. Први корак је да се кубити вежу за веће молекуле, натерају их да интерагују као процесори без нежељених сигнала и да их заплетемо тако да раде као систем.
Опширније:
Ускоро ће соларна олуја погодити Земљу: материјал лети брзином од 800 км / с
Научници су снимили чудно створење са пипцима, које су заменили за цвет
Русија напушта ИСС: шта ће сада бити и зашто је одржавање станице угрожено