Kluczowe dania na wynos
- Naukowcy twierdzą, że zrobili kolejny krok w kierunku zbudowania nowego rodzaju komputera, który wykorzystuje bity kwantowe lub kubity.
- Komputer kwantowy zostałby skonstruowany przez rozpylanie elektronów z żarnika żarówki.
-
Eksperci twierdzą, że nowa technika jest obiecująca, ale jest jeszcze wiele do zrobienia, zanim komputery kwantowe będą gotowe na Twój komputer.
Prosta żarówka może być kluczem do urzeczywistnienia praktycznych komputerów kwantowych, otwierając możliwość uzyskania znacznie większej mocy podczas rozmowy e-mailowej z Lifewire.
„Może to stworzyć podstawy dla naprawdę przystępnej cenowo dystrybucji funkcjonalnych procesorów kwantowych do różnych urządzeń komputerowych prowadzących do następnej generacji potencjalnie nieograniczonych procesorów komputerowych” – dodał.
Lepsze bity
Komputery kwantowe mają nadzieję zrewolucjonizować komputery. W przeciwieństwie do zwykłych obliczeń binarnych, kubity dodają do procesu obliczeniowego trzecią jednostkę informacji – zamiast 1-0 – i jest to 1-0-1/0 – powiedział Lifewire dyrektor generalny TackleAI, Sergio Suarez, Jr. Dodanie trzeciej jednostki, równoczesnej 1 i 0, nazywa się superpozycją, co oznacza, że jest to zarówno 0, jak i 1 oraz wszystkie punkty pomiędzy.
„Ta superpozycja kubitów pozwala komputerom kwantowym wykonywać milion obliczeń jednocześnie i sprawia, że obliczenia kwantowe są wykładniczo szybsze i wydajniejsze niż tradycyjne komputery”, powiedział Suarez, Jr.
Zespół Argonne skupił się na wykorzystaniu pojedynczego elektronu jako kubitu. Ogrzewanie żarnika żarówki emituje strumień elektronów, ale kubity są bardzo wrażliwe na zakłócenia z otaczającego środowiska. Aby obejść ten problem, naukowcy uwięzili elektron na ultraczystej, litej powierzchni neonu w próżni.
„Dzięki tej platformie osiągnęliśmy, po raz pierwszy w historii, silne sprzężenie pomiędzy pojedynczym elektronem w środowisku zbliżonym do próżni a pojedynczym fotonem mikrofalowym w rezonatorze”, Xianjing Zhou, pierwszy autor artykułu, powiedział w komunikacie prasowym. „Otwiera to możliwość wykorzystania fotonów mikrofalowych do sterowania każdym kubitem elektronowym i połączenia wielu z nich w procesorze kwantowym”.
Scott Buchholz, wschodzący lider technologii i dyrektor techniczny ds. Usług rządowych i publicznych w Deloitte Consulting, powiedział Lifewire w e-mailu, że większość podejść do tworzenia kubitów opiera się na wykorzystaniu pojedynczych atomów lub fotonów, podczas gdy Argonne działa w systemie wykorzystującym elektrony.
„Istnieje ponad pół tuzina różnych podejść, które organizacje badają w celu tworzenia kubitów, z których każde ma swój własny zestaw zalet, wad i rozważań” – powiedział Buchholz. „Na przykład niektóre podejścia mogą umożliwiać szybsze połączenia kubitów z kubitami, ale są bardziej podatne na szum i błędy”.
Szybsze procesory
W informatyce kwantowej kubit to koncepcja, która, w przeciwieństwie do tradycyjnego bitu, może być jednocześnie zerem i jedynką, mierząc tak zwany spin, wyjaśnił Nizich. Ten proces był niezwykle trudny do zmierzenia i kontrolowania, „ale możliwość tego potencjalnie nieograniczonego stanu oznacza całkowite przemyślenie tradycyjnego modelu” – dodał.
Firmy, w tym IBM i Google, mają istniejące systemy o mocy obliczeniowej do 100 kubitów. Ale, powiedział Nizich, podejście tych gigantów technologicznych może nie być łatwe do przeniesienia na przyszłe nadzieje na posiadanie procesorów kwantowych w telefonach, laptopach, samochodach, a nawet urządzeniach gospodarstwa domowego.
„Dlatego odkrycia Argonne są tak ważne, ponieważ mogą stanowić klucz do tego, że ta technologia staje się bardziej dostępna dla większej liczby badaczy, [tym samym] prowadząc do większej liczby odkryć” – powiedział Nizich. „Może to również oznaczać, że w przyszłości możliwa będzie produkcja procesorów kwantowych na dużą skalę”.
Pomimo optymistycznych wyników naukowców z Argonne, eksperci ostrzegają, że praktyczne komputery kwantowe wciąż nie są gotowe do lądowania na twoim biurku. Benjamin Bloom, założyciel firmy zajmującej się obliczeniami kwantowymi Atom Computing, zwrócił uwagę Lifewire w e-mailu, że największym wyzwaniem w budowie komputera kwantowego jest skalowanie systemu kubitów, aby osiągnąć setki tysięcy do milionów kubitów, które są prawdopodobnie niezbędne do zbudowania użytecznego kwantu komputer.
Mark Mattingley-Scott, dyrektor zarządzający firmy Quantum Brilliance zajmującej się obliczeniami kwantowymi, powiedział w e-mailu, że nowa technologia przyspieszy wysiłki na rzecz stworzenia wysokowydajnych komputerów kwantowych opartych na chmurze. Dodał jednak, że wyzwania pozostają, aby proces był wystarczająco mały, aby zmieścił się w codziennych komputerach.
„Jest jeszcze długa droga, zanim stałe kubity neonowe będą dostępne na karcie akceleratora w twoim komputerze”, powiedział.
