GettyImages 1209043384 59fe210c55d94914a733591fa2777d55

Tärkeimmät oppimispisteet

  • Tutkijat sanovat, että kaksiulotteisten materiaalien käyttö voi johtaa nopeampiin tietokoneisiin.
  • Löytö voi olla osa tulevaa kvanttilaskennan vallankumousta.
  • Honeywell ilmoitti äskettäin, että se on tehnyt uuden ennätyksen kvanttimäärässä, yleisen suorituskyvyn mittarissa.
Viimeaikainen fysiikan kehitys voi tarkoittaa, että tietokoneet ovat huomattavasti nopeampia ja mullistavat kaiken lääkkeiden löytämisestä ilmastonmuutoksen vaikutusten ymmärtämiseen, asiantuntijat sanovat. Tiedemiehet ovat havainneet ja kartoittaneet uudentyyppisen transistorin elektroniset kierrokset. Tämä tutkimus voisi johtaa nopeampiin tietokoneisiin, jotka hyödyntävät elektronien luonnollista magnetismia eikä vain niiden varausta. Löytö voi olla osa tulevaa kvanttilaskennan vallankumousta. «Kvanttitietokoneet käsittelevät tietoa pohjimmiltaan eri tavalla kuin perinteiset tietokoneet, jolloin ne voivat ratkaista ongelmia, jotka ovat käytännössä ratkaisemattomia klassisilla tietokoneilla nykyään», sanoi John Levy, kvanttitietokoneyrityksen Seeqc:n perustaja ja toimitusjohtaja sähköpostihaastattelussa. † «Esimerkiksi Googlen ja NASA:n tekemässä kokeessa tietyn kvanttisovelluksen tulokset syntyivät pienessä määrässä minuutteja verrattuna arviolta 10 000 vuoteen, jonka maailman tehokkain supertietokone vaatisi.»

Kaksiulotteiset materiaalit

Äskettäisessä löydössä tutkijat ovat tutkineet uutta alaa nimeltä spintroniikka, joka käyttää elektronien spiniä laskelmien suorittamiseen. Nykyinen elektroniikka käyttää elektronivarausta laskelmien tekemiseen. Mutta elektronien spinin seuraaminen on osoittautunut vaikeaksi. Tsukuban yliopiston materiaalitieteen laitoksen johtama ryhmä väittää käyttäneensä elektronispin resonanssia (ESR) seuratakseen molybdeenidisulfiditransistorin läpi liikkuvien parittomien spinien lukumäärää ja sijaintia. ESR käyttää samaa fyysistä periaatetta kuin lääketieteellisiä kuvia ottavat MRI-laitteet. «Kuvittele rakentavasi kvanttilaskentasovellusta, joka riittää simuloimaan kliinisten lääkekokeiden turvallisuutta ja tehokkuutta – ilman että niitä koskaan testataan todellisella henkilöllä.» Transistorin mittaamiseksi laite piti jäähdyttää vain 4 astetta absoluuttisen nollan yläpuolelle. «ESR-signaalit mitattiin samanaikaisesti viemäri- ja porttivirtojen kanssa», sanoi professori Kazuhiro Marumoto, tutkimuksen toinen kirjoittaja, lehdistötiedotteessa. Molybdeenidisulfidiksi kutsuttua yhdistettä käytettiin, koska atomit muodostavat lähes litteän kaksiulotteisen (2D) rakenteen. «Teoreettiset laskelmat identifioivat pyöräytysten alkuperän», professori Małgorzata Wierzbowska, toinen kirjoittaja, sanoi lehdistötiedotteessa.

Kvanttilaskennan edistysaskel

Kvanttilaskenta on toinen laskennan osa-alue, joka kehittyy nopeasti. Honeywell ilmoitti äskettäin, että se on tehnyt uuden ennätyksen kvanttimäärässä, yleisen suorituskyvyn mittarissa. «Tämä korkea suorituskyky yhdistettynä matalan keskipiirin virhemittaukseen tarjoaa ainutlaatuisia mahdollisuuksia kvanttialgoritmien kehittäjille innovoida», yhtiö sanoi tiedotteessa. Vaikka klassiset tietokoneet luottavat binääribitteihin (ykkösiin tai nolliin), kvanttitietokoneet käsittelevät tietoa kubittien kautta, jotka kvanttimekaniikan vuoksi voivat esiintyä yhtenä tai nollana tai molempina samanaikaisesti, mikä lisää prosessointitehoa eksponentiaalisesti, Levy sanoi. Kvanttitietokoneet voivat suorittaa monia tärkeitä tieteellisiä ja liiketoiminnallisia ongelmasovelluksia, joita aiemmin pidettiin mahdottomina, Levy sanoi. Tavalliset nopeusmitat, kuten megahertsi, eivät päde kvanttilaskentaan. Tärkeintä kvanttitietokoneissa ei ole nopeus, kuten ajattelemme nopeudesta perinteisillä tietokoneilla. «Itse asiassa nämä laitteet toimivat usein paljon nopeammin kuin kvanttitietokoneet», Levy sanoi.

Muotokuva henkilöstä, jonka päällä on tekoälykonsepti.

«Kanttitietokoneet voivat ajaa monia tärkeitä tieteellisiä ja liiketoiminnallisia ongelmasovelluksia, joita aiemmin pidettiin mahdottomina.» Jos kvanttitietokoneista tulee koskaan käytännöllisiä, tavat, joilla tekniikka voi vaikuttaa yksilöiden elämään tutkimuksen ja löydön kautta, ovat loputtomia, Levy sanoi. «Kuvittele rakentavansa kvanttilaskentasovellusta, joka riittää simuloimaan kliinisten lääkekokeiden turvallisuutta ja tehokkuutta – ilman, että niitä koskaan testataan todellisella henkilöllä», hän sanoi. «Tai jopa kvanttilaskentasovellus, joka voi simuloida kokonaisia ​​ekosysteemimalleja, jolloin voimme paremmin hallita ilmastonmuutoksen vaikutuksia ja torjua niitä.» Varhaisen vaiheen kvanttitietokoneita on jo olemassa, mutta tutkijat kamppailevat löytääkseen niille käytännön käyttöä. Levy sanoi, että Seeqc aikoo toimittaa «kvanttiarkkitehtuurin, joka on rakennettu todellisten ongelmien ympärille ja kyky skaalata vastaamaan yritysten tarpeita kolmen vuoden sisällä». Kvanttitietokoneet eivät ole keskimääräisen käyttäjän saatavilla vuosiin, Levy sanoi. «Mutta teknologian liiketoimintasovelluksia on jo näkyvissä intensiivisillä aloilla, kuten lääkekehitys, logistiikan optimointi ja kvanttikemia», hän lisäsi.

Por Markus