Βασικά Takeaways
- Ερευνητές λένε ότι έχουν κάνει ένα ακόμη βήμα προς την κατασκευή ενός νέου είδους υπολογιστή που χρησιμοποιεί κβαντικά bit ή qubits.
- Ο κβαντικός υπολογιστής θα κατασκευαστεί με ψεκασμό ηλεκτρονίων από το νήμα ενός λαμπτήρα.
-
Οι ειδικοί λένε ότι η νέα τεχνική είναι πολλά υποσχόμενη, αλλά πρέπει να γίνει πολλή δουλειά προτού οι κβαντικοί υπολογιστές είναι έτοιμοι για την επιφάνεια εργασίας σας.
Ένας απλός λαμπτήρας θα μπορούσε να είναι το κλειδί για να γίνουν πραγματικότητα οι πρακτικοί κβαντικοί υπολογιστές, ανοίγοντας τη δυνατότητα για πολύ πιο ισχυρούς σε μια συνέντευξη μέσω email με το Lifewire.
"Μπορεί να θέσει τις βάσεις για μια πραγματικά προσιτή κατανομή λειτουργικών κβαντικών επεξεργαστών σε μια ποικιλία υπολογιστικών συσκευών που οδηγεί στην επόμενη γενιά δυνητικά απεριόριστων επεξεργαστών υπολογιστών", πρόσθεσε.
Better Bits
Οι κβαντικοί υπολογιστές υπόσχονται να φέρουν επανάσταση στους υπολογιστές. Σε αντίθεση με τους συνηθισμένους δυαδικούς υπολογιστές, τα qubits προσθέτουν μια τρίτη μονάδα πληροφοριών στην υπολογιστική διαδικασία - αντί για 1-0 - και είναι 1-0-1/0, δήλωσε ο Διευθύνων Σύμβουλος του TackleAI Sergio Suarez, Jr. στο Lifewire μέσω email. Η προσθήκη της τρίτης μονάδας, του ταυτόχρονου 1 και 0, ονομάζεται υπέρθεση, που σημαίνει ότι είναι και το 0 και το 1 και όλα τα ενδιάμεσα σημεία.
"Αυτή η υπέρθεση των qubits επιτρέπει στους κβαντικούς υπολογιστές να εργάζονται σε ένα εκατομμύριο υπολογισμούς ταυτόχρονα και καθιστά τους κβαντικούς υπολογισμούς εκθετικά ταχύτερους και πιο ισχυρούς από έναν παραδοσιακό υπολογιστή", είπε ο Suarez, Jr.
Η ομάδα Argonne εστίασε στη χρήση ενός μόνο ηλεκτρονίου ως qubit. Η θέρμανση ενός νήματος λαμπτήρα εκπέμπει ένα ρεύμα ηλεκτρονίων, αλλά τα qubits είναι πολύ ευαίσθητα σε διαταραχές από το περιβάλλον. Για να ξεπεράσουν αυτό το πρόβλημα, οι ερευνητές παγίδευσαν ένα ηλεκτρόνιο σε μια υπερκαθαρή επιφάνεια από στερεό νέον στο κενό.
"Με αυτήν την πλατφόρμα, επιτύχαμε, για πρώτη φορά, ισχυρή σύζευξη μεταξύ ενός μόνο ηλεκτρονίου σε περιβάλλον σχεδόν κενού και ενός φωτονίου μικροκυμάτων στον συντονιστή, " Xianjing Zhou, ο πρώτος συγγραφέας της εργασίας, ανέφερε σε δελτίο τύπου. "Αυτό ανοίγει τη δυνατότητα χρήσης φωτονίων μικροκυμάτων για τον έλεγχο κάθε qubit ηλεκτρονίων και τη σύνδεση πολλών από αυτά σε έναν κβαντικό επεξεργαστή."
Scott Buchholz, ο αναδυόμενος ηγέτης τεχνολογίας και επικεφαλής τεχνικός υπεύθυνος για την κυβέρνηση και τις δημόσιες υπηρεσίες στην Deloitte Consulting, είπε στο Lifewire σε ένα email ότι οι περισσότερες προσεγγίσεις για τη δημιουργία qubits βασίζονται στη χρήση μεμονωμένων ατόμων ή φωτονίων, ενώ ο Argonne εργάζεται σε ένα σύστημα που χρησιμοποιεί ηλεκτρόνια.
"Υπάρχουν περισσότερες από μισή ντουζίνα διαφορετικές προσεγγίσεις που διερευνούν οι οργανισμοί για να δημιουργήσουν qubits, το καθένα με τα δικά του πλεονεκτήματα, μειονεκτήματα και εκτιμήσεις", είπε ο Buchholz. "Για παράδειγμα, ορισμένες από τις προσεγγίσεις μπορεί να επιτρέπουν ταχύτερες συνδέσεις qubit σε qubit, αλλά είναι πιο επιρρεπείς σε θόρυβο και σφάλματα."
Ταχύτεροι επεξεργαστές
Στον κβαντικό υπολογισμό, το qubit είναι η έννοια που, σε αντίθεση με ένα παραδοσιακό bit, μπορεί να είναι και 0 και 1 ταυτόχρονα μετρώντας αυτό που είναι γνωστό ως spin, εξήγησε ο Nizich. Αυτή η διαδικασία ήταν εξαιρετικά δύσκολο να μετρηθεί και να ελεγχθεί, "αλλά η πιθανότητα αυτής της δυνητικά απεριόριστης κατάστασης σημαίνει μια πλήρη επανεξέταση του παραδοσιακού μοντέλου", πρόσθεσε.
Εταιρείες όπως η IBM και η Google διαθέτουν υπάρχοντα συστήματα με επεξεργαστική ισχύ έως και 100 qubit. Όμως, είπε ο Nizich, οι προσεγγίσεις από αυτούς τους τεχνολογικούς γίγαντες μπορεί να μην μπορούν εύκολα να μεταφερθούν στις μελλοντικές ελπίδες ύπαρξης κβαντικών επεξεργαστών σε τηλέφωνα, φορητούς υπολογιστές, αυτοκίνητα, ακόμη και οικιακές συσκευές.
"Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι ανακαλύψεις του Argonne είναι τόσο σημαντικές καθώς μπορεί να κρατούν το κλειδί ώστε αυτή η τεχνολογία να γίνει πιο προσιτή σε μια μεγαλύτερη ποικιλία ερευνητών, [με αποτέλεσμα] να οδηγήσει σε περισσότερες ανακαλύψεις", είπε ο Nizich. "Μπορεί επίσης να σημαίνει ότι η κατασκευή κβαντικών επεξεργαστών σε μεγάλη κλίμακα μπορεί να είναι δυνατή στο μέλλον."
Παρά τα αισιόδοξα αποτελέσματα από τους επιστήμονες του Argonne, οι ειδικοί προειδοποιούν ότι οι πρακτικοί κβαντικοί υπολογιστές δεν είναι ακόμα έτοιμοι να προσγειωθούν στο γραφείο σας. Ο Benjamin Bloom, ιδρυτής της εταιρείας κβαντικών υπολογιστών Atom Computing, επεσήμανε στο Lifewire σε ένα email ότι η μεγαλύτερη πρόκληση στην κατασκευή ενός κβαντικού υπολογιστή είναι η κλιμάκωση του συστήματος qubit ώστε να φτάσει τα εκατοντάδες χιλιάδες έως εκατομμύρια qubits που είναι πιθανώς απαραίτητα για τη δημιουργία ενός χρήσιμου κβαντικού υπολογιστή.
Ο Mark Mattingley-Scott, διευθύνων σύμβουλος της εταιρείας κβαντικών υπολογιστών Quantum Brilliance, δήλωσε μέσω email ότι η νέα τεχνολογία θα επιταχύνει τις προσπάθειες για τη δημιουργία κβαντικών υπολογιστών υψηλής απόδοσης που βασίζονται σε σύννεφο. Ωστόσο, πρόσθεσε, εξακολουθούν να υπάρχουν προκλήσεις για να γίνει η διαδικασία αρκετά μικρή ώστε να χωράει σε καθημερινούς υπολογιστές.
"Υπάρχει πολύς δρόμος μέχρι να διατεθούν στερεά qubit νέον σε μια κάρτα επιτάχυνσης στον υπολογιστή σας", είπε.
