Key takeaways
- Forskere siger, at de har taget endnu et skridt i retning af at bygge en ny slags computer, der bruger kvantebits eller qubits.
- Kvantecomputeren ville blive konstrueret ved at sprøjte elektroner fra en pæres glødetråd.
-
Eksperter siger, at den nye teknik er lovende, men der er meget arbejde, der skal gøres, før kvantecomputere er klar til dit skrivebord.
En simpel pære kunne være nøglen til at gøre praktiske kvantecomputere til virkelighed, hvilket åbner muligheden for langt mere kraftfuld i et e-mailinterview med Lifewire.
"Det kan lægge grundlaget for en virkelig overkommelig distribution af funktionelle kvanteprocessorer til en række forskellige computerenheder, der fører til den næste generation af potentielt ubegrænsede computerprocessorer," tilføjede han.
Better Bits
Kvantecomputere har løftet om at revolutionere databehandling. I modsætning til almindelig binær databehandling tilføjer qubits en tredje enhed af information til computerprocessen - i stedet for 1-0 - og det er 1-0-1/0, fort alte TackleAI CEO Sergio Suarez, Jr. til Lifewire via e-mail. Tilføjelsen af den tredje enhed, den samtidige 1 og 0, kaldes superposition, hvilket betyder, at den er både 0 og 1 og alle punkter derimellem.
"Denne superposition af qubits gør det muligt for kvantecomputere at arbejde på en million beregninger på én gang og gør kvanteberegning eksponentielt hurtigere og mere kraftfuld end en traditionel computer," sagde Suarez, Jr..
Argonne-teamet fokuserede på at bruge en enkelt elektron som en qubit. Opvarmning af en pære glødetråd udsender en strøm af elektroner, men qubits er meget følsomme over for forstyrrelser fra det omgivende miljø. For at omgå dette problem fangede forskerne en elektron på en ultraren solid neonoverflade i et vakuum.
"Med denne platform opnåede vi, for første gang nogensinde, stærk kobling mellem en enkelt elektron i et næsten vakuummiljø og en enkelt mikrobølgefoton i resonatoren," Xianjing Zhou, den første forfatter af papiret, sagde i en pressemeddelelse. "Dette åbner muligheden for at bruge mikrobølgefotoner til at styre hver elektron-qubit og forbinde mange af dem i en kvanteprocessor."
Scott Buchholz, den nye teknologileder og teknisk chef for Government & Public Services hos Deloitte Consulting, fort alte Lifewire i en e-mail, at de fleste tilgange til at skabe qubits er baseret på brug af individuelle atomer eller fotoner, mens Argonne arbejder på et system, der udnytter elektroner.
"Der er mere end et halvt dusin forskellige tilgange, som organisationer udforsker for at skabe qubits, hver med sit eget sæt af fordele, ulemper og overvejelser," sagde Buchholz. "Nogle af tilgangene kan f.eks. muliggøre hurtigere qubit til qubit-forbindelser, men er mere modtagelige for støj og fejl."
Hurtigere processorer
I kvanteberegning er qubit konceptet, der i modsætning til en traditionel bit kan være både et 0 og et 1 på samme tid ved at måle det, der er kendt som spin, forklarede Nizich. Denne proces har været ekstremt svær at måle og kontrollere, "men muligheden for denne potentielt ubegrænsede tilstand betyder en fuldstændig gentænkning af den traditionelle model," tilføjede han.
Virksomheder inklusive IBM og Google har eksisterende systemer med op til 100 qubits processorkraft. Men, sagde Nizich, disse teknologigiganters tilgange er måske ikke let overførbare til fremtidens håb om at have kvanteprocessorer i telefoner, bærbare computere, biler og endda husholdningsapparater.
"Det er grunden til, at Argonnes opdagelser er så vigtige, da de kan rumme nøglen til, at denne teknologi bliver mere tilgængelig for et større udvalg af forskere, [derved] fører til flere opdagelser," sagde Nizich. "Det kan også betyde, at fremstilling af kvanteprocessorer i stor skala kan være mulig i fremtiden."
På trods af de optimistiske resultater fra Argonne-forskere advarer eksperter om, at praktiske kvantecomputere stadig ikke er klar til at lande på dit skrivebord. Benjamin Bloom, grundlægger af kvantecomputervirksomheden Atom Computing, påpegede over for Lifewire i en e-mail, at den største udfordring ved at bygge en kvantecomputer er at skalere dit qubit-system til at nå de hundredtusindvis til millioner qubits, der sandsynligvis er nødvendige for at bygge et nyttigt kvantesystem. computer.
Mark Mattingley-Scott, en administrerende direktør for kvantecomputervirksomheden Quantum Brilliance, sagde via e-mail, at den nye teknologi vil fremskynde indsatsen for at skabe højtydende skybaserede kvantecomputere. Men, tilføjede han, der er stadig udfordringer med at gøre processen lille nok til at passe ind i hverdagens computere.
"Der er lang vej igen, før solide neon-qubits er tilgængelige på et acceleratorkort i din pc," sagde han.
