Австралийски учени създадоха първата в света квантова компютърна схема - схема, която съдържа всички основни компоненти на класически компютърен чип, но в квантов мащаб. Знаковото откритие, публикувано вчера в списанието Nature, се правеше девет години.
„Това е вълнуващо откритие в моята кариера“, каза пред ScienceAlert старши автор и квантов физик Мишел Симънс, основател на Silicon Quantum Computing и директор на Центъра за върхови постижения за квантови компютърни и комуникационни технологии на UNSW.
Не само, че Симънс и нейният екип създадоха това, което по същество е функционален квантов процесор, те също така успешно го тестваха, като симулираха малка молекула, в която всеки атом има множество квантови състояния - нещо, което един традиционен компютър би се затруднил да постигне.
Това предполага, че сега сме една стъпка по-близо до това най-накрая да овладеем силата на квантовата обработка, за да разберем по-добре света около нас, дори и в най-малък мащаб.
„През 1950-те години Ричард Файнман каза, че никога няма да разберем как работи светът – как работи природата – освен ако не можем да започнем да го правим в същия мащаб“, каза Симънс пред ScienceAlert. „Ако можем да започнем да разбираме материалите на това ниво, можем да създадем неща, които никога не са били правени преди. Въпросът е как всъщност да се контролира природата на това ниво?".
За да направят скок в областта на квантовите изчисления, изследователите са използвали сканиращ тунелен микроскоп в свръхвисок вакуум, за да поставят квантови точки със субнанометрова точност. Местоположението на всяка квантова точка трябва да е правилно, така че схемата да може да имитира как електроните се движат по ред от въглеродни атоми с една или две връзки в полиацетиленовата молекула.
Най-трудната част беше да се разбере колко точно фосфорни атома трябва да има във всяка квантова точка, точното разстояние между всяка точка и след това да се проектира машина, която може да постави малките точки в точен ред вътре в силициев чип. Ако квантовите точки са твърде големи, взаимодействието между двете точки става „твърде голямо, за да бъде контролирано независимо една от друга“, казват изследователите.
Също интересно:
- IBM обяви планове за създаване на 4000 qubit квантов процесор
- Изследователите счупиха световния рекорд за квантово криптирана комуникация
Полиацетиленът е избран, защото е добре известен модел и следователно може да се използва, за да докаже, че компютърът правилно моделира движението на електрони през молекулата.
Тъй като в момента учените имат ограничено разбиране за това как функционират молекулите в атомен мащаб, има много предположения, включени в създаването на нови материали. „Един от светите граали винаги е бил създаването на високотемпературни свръхпроводници“, казва Симънс. Друго потенциално приложение на квантовите изчисления е изследването на изкуствената фотосинтеза и как светлината се превръща в химическа енергия чрез органични верижни реакции.
Друг голям проблем, който квантовите компютри могат да решат, е създаването на торове. Азотните тройни връзки в момента се разграждат при условия на висока температура и налягане в присъствието на железен катализатор, за да се създаде фиксиран азот за тор. Намирането на друг катализатор, който може да направи тора по-ефективен, може да спести много пари и енергия.
Можете да помогнете на Украйна да се бори срещу руските нашественици. Най-добрият начин да направите това е да дарите средства на въоръжените сили на Украйна чрез Savelife или през официалната страница НБУ.
Прочетете също:
- В Австралия е инсталиран първият в света неохлаждаем квантов компютър
- Учените са намерили начин да комбинират теорията на относителността и квантовата механика