מזונות חשובים
- החוקרים אומרים ששימוש בחומרים דו-ממדיים יכול להוביל למחשבים מהירים יותר.
- הגילוי עשוי להיות חלק ממהפכה הקרובה בתחום הכוללת מחשבים קוונטיים.
- Honeywell הודיעה לאחרונה שהיא קבעה שיא חדש לנפח קוונטי, מדד לביצועים הכוללים.
התקדמות אחרונה בפיזיקה עשויה להיות מחשבים מהירים משמעותית שיובילו למהפכה בכל דבר, החל מגילוי תרופות ועד להבנת השפעות שינויי האקלים, אומרים מומחים.
מדענים זיהו ומיפו את הספינים האלקטרוניים בסוג חדש של טרנזיסטור. מחקר זה עשוי להוביל למחשבים מהירים יותר המנצלים את המגנטיות הטבעית של האלקטרונים במקום רק את המטען שלהם. התגלית עשויה להיות חלק ממהפכה הקרובה בתחום הכוללת מחשבים קוונטיים.
"מחשבים קוונטיים מעבדים מידע בצורה שונה מהותית ממחשבים קלאסיים, מה שמאפשר להם לפתור בעיות שכמעט ואינן פתירות עם המחשבים הקלאסיים של היום", ג'ון לוי, מייסד שותף ומנכ"ל חברת המחשוב הקוונטי Seeqc, אמר בראיון באימייל.
"לדוגמה, בניסוי שבוצעו על ידי גוגל ונאס"א, התוצאות מיישום קוונטי ספציפי נוצרו תוך מספר קטן של דקות בהשוואה ל-10,000 השנים המשוערות שייקח למחשב העל החזק ביותר בעולם עולם."
חומרים דו-ממדיים
בתגלית לאחרונה, מדענים חקרו תחום חדש בשם ספינטרוניקה, המשתמש בספין של אלקטרונים כדי לבצע חישובים. האלקטרוניקה הנוכחית משתמשת במטען האלקטרונים כדי לבצע חישובים. אבל ניטור ספין של אלקטרונים הוכיח את עצמו כקשה.
צוות בראשות החטיבה למדעי החומרים באוניברסיטת צוקובה טוען שהשתמש בתהודה של ספין אלקטרוני (ESR) כדי לנטר את המספר והמיקום של ספינים בלתי מזווגים הנעים דרך טרנזיסטור מוליבדן דיסולפיד. ESR משתמש באותו עיקרון פיזיקלי כמו מכשירי ה-MRI היוצרים תמונות רפואיות.
"דמיין לעצמך בניית יישום מחשב קוונטי מספיק כדי לדמות את הבטיחות והיעילות של ניסויים קליניים בתרופות - מבלי לבדוק אותם על אדם אמיתי."
כדי למדוד את הטרנזיסטור, היה צורך לקרר את המכשיר ל-4 מעלות בלבד מעל האפס המוחלט. "אותות ה-ESR נמדדו בו-זמנית עם זרמי הניקוז והשער", אמר פרופסור קזוהירו מארומוטו, מחבר שותף במחקר, במהדורה לעיתונות.
נעשה שימוש בתרכובת בשם מוליבדן דיסולפיד מכיוון שהאטומים שלה יוצרים מבנה דו-ממדי כמעט שטוח (2D). "חישובים תיאורטיים זיהו עוד יותר את מקורות הספינים", אמרה פרופסור מלגורסטה וירזבובסקה, מחברת נוספת, במהדורת החדשות.
התקדמות במחשוב קוונטי
מחשוב קוונטי הוא תחום מחשוב נוסף שמתקדם במהירות. Honeywell הודיעה לאחרונה שהיא קבעה שיא חדש לנפח קוונטי, מדד לביצועים הכוללים.
"הביצועים הגבוהים האלה, בשילוב עם מדידת אמצע מעגל שגיאה נמוכה, מספקים יכולות ייחודיות שבאמצעותן מפתחי אלגוריתמים קוונטיים יכולים לחדש", אמרה החברה במהדורה.
בעוד שמחשבים קלאסיים מסתמכים על סיביות בינאריות (אחדות או אפסים), מחשבים קוונטיים מעבדים מידע באמצעות קיוביטים, שבגלל מכניקת הקוונטים, יכולים להתקיים כאחד או אפס או שניהם בו-זמנית המגדילה באופן אקספוננציאלי את כוח העיבוד, לוי אמר.
מחשבי קוונטים יכולים להריץ מערך של יישומי בעיות מדעיים ועסקיים משמעותיים שנחשבו בעבר כבלתי אפשריים, אמר לוי. מדדי המהירות הרגילים כמו מגה-הרץ אינם חלים על מחשוב קוונטי.
החלק החשוב במחשבים קוונטיים אינו קשור למהירות באופן שבו אנו חושבים על מהירות במחשבים מסורתיים. "למעשה, התקנים אלה פועלים לעתים קרובות במהירויות גבוהות בהרבה ממחשבים קוונטיים", אמר לוי.
"הנקודה היא שמחשבים קוונטיים יכולים להריץ מערך של יישומי בעיה מדעיים ועסקיים חשובים שנחשבו בעבר כבלתי אפשריים."
אם מחשבים קוונטיים יהפכו אי פעם למעשיים, הדרכים שבהן הטכנולוגיה יכולה להשפיע על חייהם של אנשים באמצעות מחקר וגילוי הן אינסופיות, אמר לוי.
"דמיין לעצמך בניית יישום מחשב קוונטי מספיק כדי לדמות את הבטיחות והיעילות של ניסויים קליניים בתרופות - מבלי לבדוק אותם על אדם אמיתי", אמר.
"או אפילו יישום מחשב קוונטי שיכול לדמות מודלים שלמים של מערכת אקולוגית, לעזור לנו לנהל ולהילחם טוב יותר בהשפעות שינויי האקלים."
מחשבים קוונטיים בשלבים מוקדמים כבר קיימים, אבל החוקרים מתקשים למצוא להם שימוש מעשי. לוי אמר כי Seeqc מתכננת לספק בתוך שלוש שנים "ארכיטקטורה קוונטית הבנויה סביב בעיות בעולם האמיתי ויש לה יכולת קנה מידה כדי לענות על הצרכים של עסקים."
מחשבי קוונטים לא יהיו זמינים עבור המשתמש הממוצע במשך שנים, אמר לוי. "אבל היישומים העסקיים של הטכנולוגיה כבר הופכים את עצמם לידי ביטוי בתעשיות עתירות נתונים כמו פיתוח תרופות, אופטימיזציה לוגיסטית וכימיה קוונטית", הוסיף.
