Негізгі ұсыныстар
- Қарапайым механикалық құрылғылар кванттық есептеудегі соңғы жетістіктерге дем берді.
- Стэнфорд зерттеушілері қозғалысты қамтамасыз ететін акустикалық құрылғыларды пайдаланып есептеу техникасын ойлап тапты.
- Кванттық есептеулер соңғы жылдары айтарлықтай прогреске қол жеткізді, әсіресе кванттық үстемдік деп аталатынды көрсету арқылы.
Агнетта Клиланд
Практикалық кванттық компьютерлер қарапайым механикалық құрылғылардан шабыттандырылған жаңа зерттеулердің арқасында шындыққа бір қадам жақындауы мүмкін.
Стэнфорд университетінің зерттеушілері болашақ кванттық физикаға негізделген технологиялар үшін маңызды эксперименталды құрылғыны әзірледік деп мәлімдейді. Бұл техника телефондардағы қозғалысты өлшейтін осциллятор сияқты қозғалысты қамтамасыз ететін акустикалық құралдарды қамтиды. Бұл есептеулер үшін кванттық механиканың оғаш күштерін пайдалану бойынша өсіп келе жатқан күш-жігердің бір бөлігі.
«Бүгінгі таңда көптеген компаниялар кванттық есептеулермен тәжірибе жасап жатқанымен, «концепцияны дәлелдеу» жобаларынан тыс практикалық қолданбалар 2-3 жылдай керек», - деді Classiq кванттық есептеулер компаниясының маркетинг жөніндегі бас директоры Юваль Богер Lifewire басылымына. электрондық пошта сұхбаты. «Осы жылдар ішінде үлкенірек және қабілетті компьютерлер енгізіліп, алдағы машиналарды пайдалануға мүмкіндік беретін бағдарламалық платформалар қабылданатын болады."
Кванттық есептеулердегі механикалық жүйелердің рөлі
Стэнфорд зерттеушілері механикалық жүйелердің артықшылықтарын кванттық масштабқа дейін төмендетуге тырысуда. Nature журналында жарияланған соңғы зерттеулеріне сәйкес, олар бұл мақсатқа кубитте немесе кванттық «битте» энергияны сақтайтын және өңдей алатын схемасы бар кішкентай осцилляторларды біріктіру арқылы орындады. Кубиттер озық компьютерлерге қуат беретін кванттық механикалық әсерлер жасайды.
Шындықтың кванттық механикалық деңгейде жұмыс істеу тәсілі біздің әлемдегі макроскопиялық тәжірибемізден мүлде басқаша.
"Осы құрылғының көмегімен біз механикалық жүйелерге негізделген кванттық компьютерлер мен басқа да пайдалы кванттық құрылғыларды құру әрекетіндегі маңызды келесі қадамды көрсеттік", - деді қағаздың аға авторы Амир Сафави-Наейни. жаңалықтар шығарылымы. "Біз "механикалық кванттық механикалық" жүйелерді құруға тырысамыз."
Кішкентай механикалық құрылғыларды жасау көп жұмысты талап етті. Командаға нанометрлік масштабтағы ажыратымдылықтағы аппараттық құрамдас бөліктерді жасап, оларды екі кремнийлі компьютерлік чиптерге салу керек болды. Содан кейін зерттеушілер екі чипті бір-біріне жабыстыратын сэндвич түрін жасады, сондықтан төменгі чиптегі элементтер үстіңгі жартысындағы элементтермен бетпе-бет келді.
Төменгі чипте құрылғының кубитін құрайтын алюминий асқын өткізгіш тізбегі бар. Осы тізбекке микротолқынды импульстарды жіберу фотондарды (жарық бөлшектері) жасайды, олар құрылғыдағы ақпараттың кубитін кодтайды.
Биттерді 0 немесе 1-ді көрсететін кернеулер ретінде сақтайтын кәдімгі электр құрылғыларынан айырмашылығы, кванттық механикалық құрылғылардағы кубиттер бір уақытта 0 және 1 комбинацияларын көрсете алады. Суперпозиция деп аталатын құбылыс жүйе өлшенгенше кванттық жүйеге бірден бірнеше кванттық күйде шығуға мүмкіндік береді.
"Шындықтың кванттық механикалық деңгейде жұмыс істеу тәсілі біздің әлемдегі макроскопиялық тәжірибемізден мүлде өзгеше", - деді Сафави-Наейни.
Агнетта Клиланд
Кванттық есептеудегі прогресс
Кванттық технология қарқынды дамып келеді, бірақ оны практикалық қолдану үшін дайын болғанға дейін шешуге болатын кедергілер бар, - деді Quantum Machines компаниясының бас директоры Итамар Сиван Lifewire-ке электрондық пошта арқылы берген сұхбатында.
"Кванттық есептеулер, бәлкім, біз қоғам ретінде қазір айналысатын ең қиын айдың көрінісі болуы мүмкін", - деді Сиван. "Ол практикалық болуы үшін кванттық есептеулер стекінің бірнеше қабаттарында айтарлықтай прогресс пен серпіліс қажет."
Қазіргі уақытта кванттық компьютерлер шуылға ұшырайды, яғни уақыт өте келе кубиттер шулы болып, олардағы деректерді түсінуге мүмкіндік болмай қалады және олар пайдасыз болып қалады, Зак Ромашко, инженер Universal Quantum компаниясы электрондық хатта айтты.
"Тәжірибеде бұл кванттық компьютерлерге арналған алгоритмдер сәтсіздікке дейін аз ғана уақыт немесе операциялар санымен шектелетінін білдіреді", - деді Ромашко. "Бұл шулы режим практикалық нәтиже бере алатыны белгісіз, дегенмен бірнеше зерттеушілер негізгі химиялық заттарды имитациялау қол жетімді деп санайды."
Кванттық есептеулер соңғы жылдары айтарлықтай прогреске қол жеткізді, әсіресе, кванттық компьютер авторлар 10 000-ға жуық қарапайым машинаны алатын операцияны орындаған «кванттық үстемдік» деп аталатынды көрсету арқылы. аяқтау үшін жылдар. "Кәдімгі компьютер мұнша ұзақ уақытты алатыны туралы біраз пікірталастар болды, бірақ бұл әлі де керемет демонстрация", - деді Ромашко.
Техникалық кедергілер шешілгеннен кейін, Сиван бірнеше жылдан кейін кванттық есептеулер криптографиядан вакцинаны табуға дейін барлығына айтарлықтай әсер ете бастайды деп болжайды.«Егер кванттық компьютерлер уақыттың бір бөлігінде вакцинаны табуға көмектесе алса, Ковид-19 пандемиясының қаншалықты басқаша болатынын елестетіп көріңізші», - деді ол.
