Ástralskir vísindamenn hafa búið til fyrstu skammtatölvuhringrás heimsins - hringrás sem inniheldur alla grunnþætti klassísks tölvukubba, en á skammtaskala. Tímamótauppgötvunin, sem birt var í gær í tímaritinu Nature, var níu ár í vinnslu.
„Þetta er spennandi uppgötvun á mínum ferli,“ sagði yfirhöfundur og skammtaeðlisfræðingur Michelle Simmons, stofnandi Silicon Quantum Computing og forstöðumaður UNSW Center of Excellence for Quantum Computing and Communication Technologies, við ScienceAlert.
Ekki aðeins hafa Simmons og teymi hennar búið til það sem er í raun virkan skammtavinnslugjörva, þeir hafa líka prófað það með góðum árangri með því að líkja eftir lítilli sameind þar sem hvert atóm hefur mörg skammtaástand - eitthvað sem hefðbundin tölva ætti erfitt með að ná.
Þetta bendir til þess að við séum nú einu skrefi nær því að virkja kraft skammtavinnslunnar til að skilja betur heiminn í kringum okkur, jafnvel á minnsta mælikvarða.
"Á fimmta áratugnum sagði Richard Feynman að við munum aldrei skilja hvernig heimurinn virkar - hvernig náttúran virkar - nema við getum byrjað að gera það á sama mælikvarða," sagði Simmons við ScienceAlert. „Ef við getum farið að skilja efni á þessu stigi getum við búið til hluti sem hafa aldrei verið gerðir áður. Spurningin er hvernig á að stjórna náttúrunni á þessu stigi?".
Til að taka stökk á sviði skammtatölvunar notuðu vísindamenn skönnunargöng smásjá í ofurháu lofttæmi til að setja skammtapunkta með nákvæmni undir nanómetra. Staðsetning hvers skammtapunkts verður að vera rétt svo að kerfið geti líkt eftir því hvernig rafeindir hreyfast eftir röð kolefna með einu eða tveimur tengjum í pólýasetýlensameindinni.
Erfiðast var að reikna út nákvæmlega hversu mörg fosfóratóm ættu að vera í hverjum skammtapunkti, nákvæma fjarlægð á milli hvers punkts, og hanna síðan vél sem gæti sett pínulitlu punktana í nákvæmri röð inni í sílikonflögu. Ef skammtapunktarnir eru of stórir verður víxlverkunin milli punktanna tveggja „of stór til að hægt sé að stjórna þeim óháð hvor öðrum,“ segja vísindamennirnir.
Einnig áhugavert:
- IBM hefur tilkynnt áform um að búa til 4000 qubit skammtaörgjörva
- Vísindamenn slógu heimsmet í skammtafræðilegum dulkóðuðum samskiptum
Pólýasetýlen varð fyrir valinu vegna þess að það er vel þekkt líkan og því hægt að sanna að tölvan sé rétt líkan fyrir hreyfingu rafeinda í gegnum sameindina.
Vegna þess að vísindamenn hafa takmarkaðan skilning á því hvernig sameindir virka á frumeindakvarða eru margar forsendur sem taka þátt í að búa til ný efni. „Einn af gralunum hefur alltaf verið að búa til háhita ofurleiðara,“ segir Simmons. Önnur hugsanleg notkun skammtafræðinnar er rannsókn á gervi ljóstillífun og hvernig ljósi er breytt í efnaorku með lífrænum keðjuhvörfum.
Annað stórt vandamál sem skammtatölvur geta leyst er sköpun áburðar. Nitur þrítengi eru nú brotin niður við aðstæður með háum hita og þrýstingi í viðurvist járnhvata til að búa til fast köfnunarefni fyrir áburð. Að finna annan hvata sem getur gert áburðinn skilvirkari getur sparað mikla peninga og orku.
Þú getur hjálpað Úkraínu að berjast gegn rússnesku innrásarhernum. Besta leiðin til að gera þetta er að gefa fé til hersins í Úkraínu í gegnum Bjarga lífi eða í gegnum opinberu síðuna NBU.
Lestu líka:
- Fyrsta ókælda skammtatölva heims hefur verið sett upp í Ástralíu
- Vísindamenn hafa fundið leið til að sameina afstæðiskenninguna og skammtafræðina