Ключови изводи
- Изследователите казват, че използването на двуизмерни материали може да доведе до по-бързи компютри.
- Откритието може да е част от предстояща революция в областта, която включва квантовите компютри.
- Honeywell наскоро обяви, че е поставил нов рекорд за квантов обем, мярка за цялостна производителност.
Последните постижения във физиката могат да означават значително по-бързи компютри, водещи до революция във всичко - от откриването на лекарства до разбирането на ефектите от изменението на климата, казват експерти.
Учените откриха и картографираха електронните завъртания в нов тип транзистор. Това изследване може да доведе до по-бързи компютри, които се възползват от естествения магнетизъм на електроните, вместо само от техния заряд. Откритието може да е част от предстояща революция в областта, която включва квантовите компютри.
"Квантовите компютри обработват информация по принципно различен начин от класическите компютри, което им позволява да решават проблеми, които са практически неразрешими с днешните класически компютри", Джон Леви, съосновател и главен изпълнителен директор на фирмата за квантови изчисления Seeqc, каза в интервю по имейл.
"Например, в експеримент, извършен от Google и НАСА, резултатите от конкретно квантово приложение бяха генерирани за малък брой минути в сравнение с изчислените 10 000 години, които ще са необходими на най-мощния суперкомпютър в света свят."
Двуизмерни материали
В скорошно откритие учените изследваха нова област, наречена спинтроника, която използва въртенето на електрони за извършване на изчисления. Текущата електроника използва заряда на електрона, за да прави изчисления. Но наблюдението на въртенето на електроните се оказа трудно.
Екип, ръководен от Отдела по материалознание към Университета на Цукуба, твърди, че е използвал електронен спинов резонанс (ESR), за да наблюдава броя и местоположението на несдвоените завъртания, движещи се през транзистор с молибденов дисулфид. ESR използва същия физически принцип като MRI машините, които създават медицински изображения.
„Представете си изграждането на квантово компютърно приложение, достатъчно за симулиране на безопасността и ефикасността на клиничните изпитвания на лекарства – без изобщо да ги тествате върху реален човек.“
За да се измери транзистора, устройството трябваше да се охлади само до 4 градуса над абсолютната нула. „Сигналите на ESR бяха измерени едновременно с токовете на дрейн и гейт“, каза в съобщение за новини професор Казухиро Марумото, съавтор на изследването.
Използвано е съединение, наречено молибденов дисулфид, защото неговите атоми образуват почти плоска двуизмерна (2D) структура. „Теоретичните изчисления допълнително идентифицираха произхода на завъртанията“, каза професор Малгожата Вижбовска, друг съавтор, в съобщението за новините.
Напредък в квантовите изчисления
Квантовото изчисление е друга област на изчислителната техника, която бързо напредва. Honeywell наскоро обяви, че е поставил нов рекорд за квантов обем, мярка за цялостна производителност.
"Тази висока производителност, съчетана с измерване на средна верига с ниска грешка, предоставя уникални възможности, с които разработчиците на квантов алгоритъм могат да правят иновации", каза компанията в съобщението.
Докато класическите компютри разчитат на двоични битове (единици или нули), квантовите компютри обработват информация чрез кубити, които поради квантовата механика могат да съществуват или като единица, или като нула, или и двете едновременно - експоненциално нарастваща мощност на обработка, Леви каза.
Квантовите компютри могат да изпълняват набор от значими приложения за научни и бизнес проблеми, смятани преди за невъзможни, каза Леви. Обичайните мерки за скорост като мегахерци не се прилагат за квантовите изчисления.
Важната част от квантовите компютри не е скоростта по начина, по който мислим за скоростта при традиционните компютри. "Всъщност тези устройства често работят с много по-високи скорости от квантовите компютри", каза Леви.
"Въпросът е, че квантовите компютри могат да изпълняват набор от важни приложения за научни и бизнес проблеми, които досега се смятаха за невъзможни."
Ако квантовите компютри някога станат практични, начините, по които технологията може да повлияе на живота на хората чрез изследвания и открития, са безкрайни, каза Леви.
"Представете си изграждането на квантово компютърно приложение, достатъчно за симулиране на безопасността и ефикасността на клиничните изпитвания на лекарства - без изобщо да ги тествате върху реален човек", каза той.
"Или дори квантово компютърно приложение, което може да симулира цели модели на екосистеми, помагайки ни да управляваме по-добре и да се борим с ефектите от изменението на климата."
Вече съществуват квантови компютри в ранен етап, но изследователите се борят да намерят практическо приложение за тях. Леви каза, че Seeqc планира да достави в рамките на три години „квантова архитектура, която е изградена около проблеми от реалния свят и има способността да се мащабира, за да отговори на нуждите на бизнеса."
Квантовите компютри няма да бъдат достъпни за средния потребител в продължение на години, каза Леви. „Но бизнес приложенията за технологията вече стават очевидни в индустрии с интензивно използване на данни, като например фармацевтично развитие, логистична оптимизация и квантова химия“, добави той.
