מזונות חשובים
- מחקר חדש חשף דרך ליצור סיביות קוונטיות באמצעות גבישים.
- הגילוי יכול לעזור למצות את הפוטנציאל של מהפכת המחשוב הקוונטי.
- אבל מומחים אומרים שלא כדאי לצפות שמחשבים קוונטיים יחליפו את המחשב הנייד שלך בקרוב.
פיזיקאים מנצלים את הדרכים המוזרות שבהן אטומים מקיימים אינטראקציה זה עם זה כדי לבנות מחשבים קוונטיים.
פגמים אטומיים בקריסטלים מסוימים עשויים לעזור לשחרר את הפוטנציאל של מהפכת המחשוב הקוונטי, על פי תגליות שגילו חוקרי אוניברסיטת Northeastern.המדענים אמרו שהם גילו דרך חדשה ליצור סיביות קוונטיות באמצעות הגבישים. התקדמות בטכנולוגיות קוונטיות, אשר פורסות את תכונות הפיזיקה הקוונטית הנקראות הסתבכות, עשויות לאפשר התקנים חזקים וחסכוניים יותר באנרגיה.
"הסתבכות היא מילה מפוארת ליצירת מערכת יחסים בין חלקיקים שגורמת להם להתנהג כאילו הם קשורים זה לזה", אמר וינסנט ברק, CRO ו-CSO של חברת המחשוב הקוונטי Quantum Xchange בראיון ל-Lifewire.
"הקשר הזה מיוחד בכך שהוא מאפשר לפעולות על חלקיק אחד להשפיע על חלקיק אחר. כאן בדיוק נכנס כוח החישוב: כאשר מצבו של דבר אחד יכול לשנות או להשפיע על מצבו של אחר. למעשה, בהתבסס על קשר ההסתבכות המטורף הזה, אנו מסוגלים לייצג את כל התוצאות האפשריות של חישוב בכמה חלקיקים בלבד."
Quantum Bits
החוקרים הסבירו במאמר שנערך לאחרונה ב-Nature שפגמים בסוג מסוים של חומרים, במיוחד, דיכאלקוגנידים מתכת מעבר דו-מימדיים, הכילו את התכונות האטומיות ליצור סיבית קוונטית, או בקיצור קיוביט, שהוא הבניין. בלוק לטכנולוגיות קוונטיות.
"אם נוכל ללמוד כיצד ליצור קיוביטים במטריצה הדו-ממדית הזו, זה עניין גדול, גדול", אמר ארון בנסיל, פרופסור לפיזיקה בנורת'איסטרן ומחבר שותף של העיתון, בחדשות שחרור.
בנסיל ועמיתיו סיננו בין מאות שילובי חומרים שונים כדי למצוא כאלה שמסוגלים לארח קיוביט באמצעות אלגוריתמי מחשב מתקדמים.
"כשהסתכלנו על הרבה מהחומרים האלה, בסופו של דבר, מצאנו רק קומץ של פגמים ברי קיימא - בערך תריסר או משהו כזה", אמר בנסיל. "גם החומר וגם סוג הפגם חשובים כאן כי באופן עקרוני ישנם סוגים רבים של פגמים שניתן ליצור בכל חומר."
ממצא קריטי הוא שהפגם שנקרא "אנטי-זיטי" בסרטים של מתכת המעבר הדו-ממדית דיכלקוגנידים נושא איתו משהו שנקרא "ספין". ספין, הנקרא גם תנע זוויתי, מתאר תכונה בסיסית של אלקטרונים המוגדרים באחד משני מצבים פוטנציאליים: למעלה או למטה, אמר בנסיל.
עקרון בסיסי אחד של מכניקת הקוונטים הוא שדברים כמו – אטומים, אלקטרונים, פוטונים – מקיימים אינטראקציה מתמדת במידה רבה יותר או פחותה, אמר מארק מאטינגלי-סקוט, מנהל EMEA בחברת המחשוב הקוונטי Quantum Brilliance, ב- אימייל.
אם נוכל ללמוד כיצד ליצור קיוביטים במטריצה הדו-ממדית הזו, זה עניין גדול, גדול.
"מחשבים קוונטיים מנצלים את התלות ההדדית הזו בין קיוביטים, שהם בעצם המערכת המכאנית הקוונטית הפשוטה ביותר, כדי להגדיל באופן דרסטי את מספר הפתרונות שאנו יכולים לחקור במקביל כאשר אנו מפעילים תוכנית קוונטית", הוסיף.
קפיצה קוונטית
למרות פריצת הדרך האחרונה בתחום הקיוביטים, אל תצפה שמחשבים קוונטיים יחליפו את המחשב הנייד שלך בקרוב. חוקרים עדיין לא מכירים את המערכת הפיזית הטובה ביותר לבניית מחשב קוונטי, אמר מייקל ריימר, פרופסור לפיזיקה באוניברסיטת אורגון שחוקר מחשוב קוונטי, ל-Lifewire באימייל.
"סביר להניח שבעשור הבא, לא יהיה QC אוניברסלי בקנה מידה גדול שיכול לפתור כל בעיה קוונטית מנוסחת היטב", אמר ריימר. "אז, אנשים בונים אבות טיפוס באמצעות 'פלטפורמות' חומריות שונות."
כמה מאבות הטיפוס המתקדמים ביותר משתמשים ביונים לכודים, כולל אלו שנבנו על ידי חברות כמו ionQ ו-Quantinuum. "לאלו יש את היתרון שכל האטומים מסוג יחיד (נניח נתרן) זהים לחלוטין, תכונה שימושית ביותר", אמר ריימר.
יישומים עתידיים למחשוב קוונטי הם בלתי מוגבלים, אומרים מאיצים.
"התשובה לשאלה זו דומה לתשובה על אותה שאלה לגבי מחשבים דיגיטליים עוד בשנות ה-60", אמר ריימר. "אף אחד לא חזה נכון את התשובה אז, ואף אחד לא יכול לעשות זאת כעת. אבל לקהילה המדעית יש את כל הביטחון שאם הטכנולוגיה תצליח, היא תהיה בעלת השפעה באותה מידה כמו מהפכת המוליכים למחצה של שנות ה-90-2000."
