Oamenii de știință australieni au creat primul circuit de computer cuantic din lume - un circuit care conține toate componentele de bază ale unui cip de calculator clasic, dar la scară cuantică. Descoperirea emblematică, publicată ieri în revista Nature, a fost realizată de nouă ani.
„Aceasta este o descoperire interesantă în cariera mea”, a declarat pentru ScienceAlert autorul principal și fizicianul cuantic Michelle Simmons, fondatorul Silicon Quantum Computing și directorul Centrului de Excelență al UNSW pentru Tehnologii de Calcul Cuantic și Comunicații.
Nu numai că Simmons și echipa ei au creat ceea ce este în esență un procesor cuantic funcțional, ci l-au testat cu succes simulând o moleculă mică în care fiecare atom are mai multe stări cuantice - ceva ce un computer tradițional s-ar strădui să realizeze.
Acest lucru sugerează că acum suntem cu un pas mai aproape de a valorifica în sfârșit puterea procesării cuantice pentru a înțelege mai bine lumea din jurul nostru, chiar și la cea mai mică scară.
„În anii 1950, Richard Feynman a spus că nu vom înțelege niciodată cum funcționează lumea – cum funcționează natura – decât dacă putem începe să o facem la aceeași scară”, a spus Simmons pentru ScienceAlert. „Dacă putem începe să înțelegem materialele la acest nivel, putem crea lucruri care nu au mai fost făcute până acum. Întrebarea este cum să controlăm de fapt natura la acest nivel?”.
Pentru a face un salt în domeniul calculului cuantic, cercetătorii au folosit un microscop cu tunel de scanare într-un vid ultraînalt pentru a plasa puncte cuantice cu precizie subnanometrică. Locația fiecărui punct cuantic trebuie să fie corectă, astfel încât schema să poată imita modul în care electronii se mișcă de-a lungul unui rând de atomi de carbon cu una sau două legături în molecula de poliacetilenă.
Cea mai grea parte a fost să ne dăm seama exact câți atomi de fosfor ar trebui să fie în fiecare punct cuantic, distanța exactă dintre fiecare punct și apoi proiectarea unei mașini care ar putea plasa punctele mici într-o ordine precisă în interiorul unui cip de siliciu. Dacă punctele cuantice sunt prea mari, interacțiunea dintre cele două puncte devine „prea mare pentru a fi controlată independent unul de celălalt”, spun cercetătorii.
Interesant de asemenea:
- IBM a anunțat planuri de a crea un procesor cuantic de 4000 de qubiți
- Cercetătorii au doborât recordul mondial pentru comunicații criptate cuantice
Poliacetilena a fost aleasă deoarece este un model binecunoscut și, prin urmare, poate fi folosit pentru a demonstra că computerul modelează corect mișcarea electronilor prin moleculă.
Deoarece oamenii de știință au în prezent o înțelegere limitată a modului în care moleculele funcționează la scară atomică, există multe ipoteze implicate în crearea de noi materiale. „Unul dintre Sfântul Graal a făcut întotdeauna supraconductori la temperatură înaltă”, spune Simmons. O altă aplicație potențială a calculului cuantic este studiul fotosintezei artificiale și modul în care lumina este transformată în energie chimică prin reacții organice în lanț.
O altă mare problemă pe care o pot rezolva computerele cuantice este crearea de îngrășăminte. Legăturile triple de azot sunt în prezent rupte în condiții de temperatură și presiune ridicată în prezența unui catalizator de fier pentru a crea azot fix pentru îngrășământ. Găsirea unui alt catalizator care poate face îngrășământul mai eficient poate economisi mulți bani și energie.
Poți ajuta Ucraina să lupte împotriva invadatorilor ruși. Cel mai bun mod de a face acest lucru este să donați fonduri Forțelor Armate ale Ucrainei prin intermediul Salveaza viata sau prin pagina oficiala NBU.
Citeste si:
- Primul computer cuantic nerăcit din lume a fost instalat în Australia
- Oamenii de știință au găsit o modalitate de a combina teoria relativității și mecanica cuantică