องค์ประกอบหลักของคอมพิวเตอร์ควอนตัมรูปแบบใหม่คืออะตอมแม่เหล็กจากคลาสที่เรียกว่า
ระหว่างทางสู่คอมพิวเตอร์ควอนตัมเริ่มต้นข้อกำหนดคือการสร้างสิ่งที่เรียกว่าควอนตัมบิตหรือคิวบิต ซึ่งเป็นบิตหน่วยความจำที่ไม่เพียงแต่รับค่าไบนารี่ของศูนย์และหนึ่งเท่านั้น แต่ยังรวมถึงค่าผสมใดๆ ก็ได้ด้วย
“สิ่งนี้ทำให้การประมวลผลและการประมวลผลข้อมูลรูปแบบใหม่เกิดขึ้นได้ ซึ่งสำหรับการใช้งานที่เฉพาะเจาะจงหมายถึงการเร่งความเร็วในการประมวลผลอย่างมาก”
มานูเอล กริมม์ นักวิจัยของ PSI
นักฟิสิกส์อธิบายว่าบิตเชิงตรรกะและพื้นฐานเป็นอย่างไรการทำงานของคอมพิวเตอร์กับพวกมันสามารถนำไปใช้ในของแข็งแม่เหล็กได้: คิวบิตจะอยู่ที่อะตอมเดี่ยวจากประเภทของธาตุหายากซึ่งติดตั้งอยู่ในโครงตาข่ายคริสตัลของวัสดุหลัก
ตามกฎของฟิสิกส์ควอนตัมนักวิจัยคำนวณว่าการหมุนของอะตอมของธาตุหายากจะเหมาะสมที่จะใช้เป็นตัวพาข้อมูล กล่าวคือ คิวบิต พวกเขายังแนะนำว่าพัลส์เลเซอร์เป้าหมายสามารถส่งข้อมูลไปยังอิเล็กตรอนของอะตอมได้ทันทีและกระตุ้นคิวบิต ทำให้ข้อมูลของพวกมันปรากฏแก่อะตอมโดยรอบ
สอง qubits ที่เปิดใช้งานดังกล่าวโต้ตอบซึ่งกันและกันจึงสามารถ "พันกัน" ได้ Entanglement เป็นคุณสมบัติพิเศษของระบบควอนตัมของอนุภาคหรือ qubits หลายตัวซึ่งมีความสำคัญสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม: ผลของการวัดหนึ่ง qubit โดยตรงขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ของการวัด qubits อื่น ๆ และในทางกลับกัน
นักวิจัยแสดงให้เห็นว่า qubits เหล่านี้สามารถทำได้อย่างไรใช้เพื่อสร้างลอจิกเกตโดยส่วนใหญ่จะควบคุมเกตด้วยค่า "NOT" (CNOT gates) ลอจิกเกตเป็นส่วนประกอบพื้นฐานที่คอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกใช้ในการคำนวณ หากคุณรวมประตู CNOT จำนวนที่เพียงพอและประตูหนึ่ง qubit จำนวนเพียงพอการดำเนินการคำนวณที่เป็นไปได้จะเป็นไปได้ ดังนั้นพวกมันจึงเป็นกระดูกสันหลังของคอมพิวเตอร์ควอนตัม
นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์เสนอใช้ประตูลอจิกควอนตัม อย่างไรก็ตามวิธีการเปิดใช้งานและการพัน qubits นี้มีข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือข้อเสนอที่เทียบเคียงกันก่อนหน้านี้: เร็วกว่าอย่างน้อยสิบเท่า
ข้อดีอีกอย่างหนึ่งไม่ใช่แค่เท่านั้นความเร็วที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมซึ่งใช้แนวคิดนี้สามารถทำการคำนวณได้ และเหนือสิ่งอื่นใด สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับความอ่อนไหวของระบบต่อข้อผิดพลาด
คิวบิทไม่เสถียรมากหากกระบวนการพัวพันช้าเกินไปมีความเป็นไปได้สูงที่ qubits บางส่วนจะสูญเสียข้อมูลในระหว่างนี้ ในความเป็นจริงนักวิจัยของ PSI ได้ค้นพบวิธีสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมไม่เพียง แต่เร็วกว่าระบบเทียบเคียงอย่างน้อยสิบเท่า แต่ยังมีแนวโน้มที่จะเกิดข้อผิดพลาดน้อยกว่าด้วยปัจจัยเดียวกัน
อ่านเพิ่มเติม:
ดวงจันทร์ไททันของดาวเสาร์มีลักษณะคล้ายกับโลกอย่างมาก มนุษยชาติมีแผนอะไรสำหรับมัน?
การทำแท้งกับวิทยาศาสตร์: จะเกิดอะไรขึ้นกับเด็กที่จะคลอด
หนึ่งในสามของผู้ที่หายจาก COVID-19 กลับไปที่โรงพยาบาล ทุกคนที่แปดตาย
วาฬสีเทาจำนวนมากเริ่มอดอยากและตายในมหาสมุทรแปซิฟิก