Tutkijat astuvat eteenpäin Quantum Computing

Yhdistyneessä kuningaskunnassa ja Yhdysvalloissa tutkijat julkaisivat perjantaina paperin, jossa kerrotaan löytöistä, jotka saattavat tuoda täysin toimivan kvanttikoneen askeleen lähemmäksi todellisuutta.

Quantum computing, jota on tutkittu vuosikymmenien ajan, on perinteisesti ollut ongelmat tietojen pitämisessä johdonmukaisessa muodossa, mikä vaikeuttaa ohjelmien tai laskentatehtävien suorittamista. Tutkijat ovat löytäneet keinon säilyttää elektronit, jotka tallentavat tietoja kauemmin, mikä antaa järjestelmälle mahdollisuuden käsitellä dataa entistä johdonmukaisemmin ja ohjata ohjelmia tehokkaammin.

Vaikka kehitystyössä kvanttiset tietokoneet voisivat mullistaa tietokoneen kasvot. Muutamassa sekunnissa kvantti-tietokoneet voivat suorittaa tehtäviä, joita ei ole mahdollista supertietokoneille tänään. Quantum computing käyttää materiaalia - atomeja ja molekyylejä - käsitellä suuria määriä tehtäviä supertietokoneiden nopeuksilla, koska tietoja tallennetaan ja jaetaan useammissa tiloissa eikä tavanomaisissa binääriasemissa 0 ja 1.

Quantum computing perustuu lakien kvanttimekaniikasta, joka tarkastelee aineen vuorovaikutusta ja käyttäytymistä atomi - ja subatomis - protonien, neutronien ja elektronien tasolla. Kvanttitietokantojen tunnettujen ongelmien ratkaisemiseksi tutkijat ovat kilpajuoksissa täysin toimivan kvanttimatriisin rakentamiseksi.

Molemmilla kvanttimuotemalleilla on tallennettu tietoja eri tavoin, kertoi Gavin Morley, yksi paperin kirjoittajista ja tutkija Lontoon Nanoteknologian keskuksessa, joka on yhteisyritys University College Lontoon ja Imperial College Lontoon välillä. Morley työskenteli tutkijoiden kanssa useista instituutioista, kuten Utah-yliopistosta Salt Lake Cityssä. Tutkijat käyttivät elektronien magneettitiloja tallentamaan dataa.

Quantum bittien on pyöritettävä ohjelman suorittamiseksi, mutta joskus elektronien laatu heikkenee, lähettämällä ne epätoivottaviin tiloihin - nimeltään kvanttimelu -, jotka voivat aiheuttaa ongelmia koska käyttäjät voivat menettää ohjelman hallinnan. Käyttämällä tietyn magneettikentän tutkijat käyttivät virtaa elektronin tilan määrittelemättä häiritsemättä, antaen heille 5 000 prosenttia pidemmän elämää kuin missään muussa samankaltaisessa kokeessa tähän mennessä.

Ryhmän tutkimus keskittyi fosforiatomit pii. Parhaille yrityksille aiemmin on kulkenut virtaa elektronien kautta pienten sähköjohdinten kautta, mutta se on tuonut paljon kvanttimelua, poistamalla aineen merkittävän edun, Morley sanoi.

Tutkijat toivovat, että heidän työnsä antaa heille mahdollisuuden rakentaa kvantti-supertietokone, vaikkakin se voi kestää aikaa.

"On mahdotonta ennustaa, milloin tai milloin kvanttitietokone rakennetaan. Toivon, että näen yhden tutkimustyössä seuraavien 15-20 vuoden aikana", Morley sanoi

Mutta kovien haasteiden lisäksi kvanttiset tietokoneet ratkaisevat laskennallisia ongelmia, jotka kuolevat nykypäivän tietokoneita, Morley sanoi. "Esimerkiksi voimme simuloida suurien biologisten molekyylien ja lääkkeiden käyttäytymistä uusien lääkkeiden löytämiseksi", hän sanoi.

Paperi ilmestyi Physical Review Letters -julkaisussa.