Njia Muhimu za Kuchukua
- Kutengeneza kompyuta za kivitendo kunaweza kutegemea kutafuta njia bora za kutumia nyenzo za upitishaji umeme ambazo hazina upinzani wa umeme.
- Watafiti katika Maabara ya Kitaifa ya Oak Ridge wamegundua mbinu ya kupata elektroni zilizounganishwa kwa usahihi wa hali ya juu.
- Kompyuta za kiwango cha juu zinazoendesha kwa kasi zaidi kwa sasa zinashinda teknolojia pinzani kulingana na ukubwa wa kichakataji.
Kompyuta zinazotumika za kiasi zinaweza kuwasili hivi karibuni zikiwa na athari kubwa kwa kila kitu kuanzia ugunduzi wa dawa hadi kuvunja msimbo.
Katika hatua ya kujenga mashine bora zaidi za quantum, watafiti katika Maabara ya Kitaifa ya Oak Ridge hivi majuzi walipima mkondo wa umeme kati ya ncha ya metali yenye ncha kali za atomi na kondukta mkuu. Mbinu hii mpya inaweza kupata elektroni zilizounganishwa kwa usahihi zaidi katika hatua ambayo inaweza kusaidia kugundua aina mpya za kondakta mkuu, ambazo hazina upinzani wa umeme.
"Mizunguko ya uendeshaji wa hali ya juu ndiyo inayoongoza sasa kwa ajili ya kujenga biti za quantum (qubits) na milango ya quantum katika maunzi," Toby Cubitt, mkurugenzi wa Phasecraft, kampuni inayounda algoriti kwa matumizi ya kiasi, aliiambia Lifewire katika barua pepe. mahojiano. "Superconducting qubits ni saketi za umeme za hali dhabiti, ambazo zinaweza kuundwa kwa usahihi wa hali ya juu na kunyumbulika."
Kitendo cha Kushtua
Kompyuta za Quantum huchukua fursa ya ukweli kwamba elektroni zinaweza kuruka kutoka mfumo mmoja hadi mwingine kupitia angani kwa kutumia sifa za ajabu za fizikia ya quantum. Elektroni ikiungana na elektroni nyingine mahali ambapo chuma na kondukta mkuu hukutana, inaweza kuunda kile kinachoitwa jozi ya Cooper. Superconductor pia hutoa aina nyingine ya chembe kwenye chuma, inayojulikana kama tafakari ya Andreev. Watafiti walitafuta viakisi hivi vya Andreev ili kugundua jozi za Cooper.
Chuo Kikuu cha A alto / Jose Lado
Wanasayansi wa Oak Ridge walipima mkondo wa umeme kati ya ncha ya metali yenye ncha kali ya atomi na kondukta mkuu. Mbinu hii inawaruhusu kugundua kiasi cha kiakisi cha Andreev kinachorudi kwa superconductor.
Mbinu hii inaanzisha mbinu mpya muhimu ya kuelewa muundo wa kiasi cha ndani wa aina za kigeni za kondakta mkuu zinazojulikana kama superconductors zisizo za kawaida, ambazo zinaweza kuturuhusu kushughulikia matatizo mbalimbali ya wazi katika nyenzo za quantum, Jose Lado, profesa msaidizi katika shule ya upili. Chuo Kikuu cha A alto, ambacho kilitoa msaada wa kinadharia kwa utafiti huo, kilisema katika taarifa ya habari.
Igor Zacharov, mwanasayansi mkuu wa utafiti katika Maabara ya Kuchakata Taarifa ya Quantum, Skoltech huko Moscow, aliiambia Lifewire kupitia barua pepe kwamba superconductor ni hali ya mambo ambayo elektroni hazipotezi nishati kwa kutawanyika kwenye viini wakati wa kufanya mkondo wa umeme na mkondo wa umeme unaweza kutiririka bila kukatika.
"Wakati elektroni au viini vina hali za quantum ambazo zinaweza kutumiwa kwa ukokotoaji, upitishaji wa mkondo wa juu unakuwa kama kitengo cha wingi na sifa za quantum," aliongeza. "Kwa hivyo, tunarejesha hali ambayo hali ya jumla ya maada inaweza kutumika kupanga uchakataji wa taarifa ilhali ina athari za kiasi ambazo zinaweza kuipa manufaa ya kimahesabu."
Changamoto mojawapo kubwa katika kompyuta ya wingi leo inahusiana na jinsi tunavyoweza kufanya kondakta bora kufanya kazi vizuri zaidi.
The Superconducting Future
Kompyuta za kiwango cha juu zinazofanya kazi kwa sasa zinashinda teknolojia pinzani kulingana na ukubwa wa kichakataji, Cubitt alisema. Google ilionyesha kile kinachoitwa "ukuu wa quantum" kwenye kifaa cha upitishaji cha ubora wa qubit 53 mwaka wa 2019. IBM hivi majuzi ilizindua kompyuta ya quantum yenye qubits 127 zinazofanya kazi vizuri zaidi, na Rigetti ametangaza chipu ya upitishaji wa ubora wa qubit 80.
"Kampuni zote za vifaa vya quantum zina ramani kabambe za kuongeza kompyuta zao katika siku za usoni," Cubitt aliongeza. "Hii imetokana na maendeleo mbalimbali ya uhandisi, ambayo yamewezesha maendeleo ya miundo ya kisasa zaidi ya qubit na uboreshaji. Changamoto kubwa kwa teknolojia hii ni kuboresha ubora wa milango, yaani, kuboresha usahihi ambao processor inaweza kubadilisha habari na kufanya hesabu."
Kondakta bora zaidi huenda zikawa ufunguo wa kutengeneza kompyuta za kivitendo. Michael Biercuk, Mkurugenzi Mtendaji wa kampuni ya quantum computing Q-CTRL, alisema katika mahojiano ya barua pepe kwamba mifumo mingi ya sasa ya kompyuta ya quantum hutumia aloi za niobium na alumini, ambayo superconductivity iligunduliwa katika miaka ya 1950 na 1960.
"Mojawapo ya changamoto kubwa katika kompyuta ya wingi leo inahusiana na jinsi tunavyoweza kufanya kondakta bora kufanya kazi vizuri zaidi," Biercuk aliongeza. "Kwa mfano, uchafu katika muundo wa kemikali au muundo wa metali zilizowekwa unaweza kusababisha vyanzo vya kelele na uharibifu wa utendaji katika kompyuta za quantum-hizi husababisha michakato inayojulikana kama decoherence ambapo 'quantumness' ya mfumo inapotea."
Quantum kompyuta inahitaji uwiano kati ya ubora wa qubit na idadi ya qubits, Zacharov alieleza. Kila wakati qubiti inapoingiliana na mazingira, kama vile kupokea mawimbi ya 'programming,' inaweza kupoteza hali yake ya kutatanishwa.
"Ingawa tunaona maendeleo madogo katika kila moja ya maelekezo ya kiteknolojia yaliyoonyeshwa, bado ni vigumu kuyachanganya katika kifaa kizuri cha kufanya kazi," aliongeza.
The Holy Grail' ya quantum computing ni kifaa chenye mamia ya qubits na viwango vya chini vya hitilafu. Wanasayansi hawawezi kukubaliana kuhusu jinsi watakavyofikia lengo hili, lakini jibu moja linalowezekana ni kutumia waendeshaji wakuu.
"Idadi inayoongezeka ya qubits katika kifaa cha upitishaji cha silicon inasisitiza hitaji la mashine kubwa za kupoeza ambazo zinaweza kuendesha kiasi kikubwa cha kufanya kazi karibu na halijoto ya sifuri kabisa," Zacharov alisema.
