Clau per emportar
- Els dispositius mecànics senzills van inspirar un avenç recent en la informàtica quàntica.
- Els investigadors de Stanford van inventar una tècnica informàtica utilitzant dispositius acústics que aprofiten el moviment.
- La informàtica quàntica ha fet progressos significatius en els darrers anys, sobretot amb la demostració de l'anomenada supremacia quàntica.
Agnetta Cleland
Els ordinadors quàntics pràctics poden ser un pas més a prop de la realitat gràcies a noves investigacions inspirades en dispositius mecànics senzills.
Els investigadors de la Universitat de Stanford afirmen haver desenvolupat un dispositiu experimental crític per a futures tecnologies basades en la física quàntica. La tècnica implica instruments acústics que aprofiten el moviment, com l'oscil·lador que mesura el moviment als telèfons. Forma part d'un esforç creixent per aprofitar els estranys poders de la mecànica quàntica per a la informàtica.
"Mentre que moltes empreses estan experimentant amb la informàtica quàntica avui dia, les aplicacions pràctiques més enllà dels projectes de "prova de concepte" probablement f alten entre 2 i 3 anys", va dir Yuval Boger, director de màrqueting de l'empresa de computació quàntica Classiq a Lifewire. una entrevista per correu electrònic. "Durant aquests anys, s'introduiran ordinadors més grans i capaços i s'adoptaran plataformes de programari que permetin aprofitar aquestes màquines properes."
El paper dels sistemes mecànics en la informàtica quàntica
Els investigadors de Stanford estan intentant reduir els beneficis dels sistemes mecànics a l'escala quàntica. Segons el seu estudi recent publicat a la revista Nature, van aconseguir aquest objectiu unint petits oscil·ladors amb un circuit que pot emmagatzemar i processar energia en un qubit, o "bit" quàntic d'informació. Els qubits generen efectes mecànics quàntics que podrien alimentar ordinadors avançats.
La manera com funciona la realitat a nivell de mecànica quàntica és molt diferent de la nostra experiència macroscòpica del món.
"Amb aquest dispositiu, hem mostrat un important pas següent per intentar construir ordinadors quàntics i altres dispositius quàntics útils basats en sistemes mecànics", va dir Amir Safavi-Naeini, l'autor principal de l'article. comunicat de notícies. "En essència estem buscant construir sistemes mecànics de mecànica quàntica".
Fer els petits dispositius mecànics va suposar molta feina. L'equip va haver de fabricar components de maquinari a resolucions a escala nanomètrica i posar-los en dos xips d'ordinador de silici. Aleshores, els investigadors van fer una mena d'entrepà que enganxava les dues fitxes, de manera que els elements del xip inferior s'enfrontaven als de la meitat superior.
El xip inferior té un circuit superconductor d'alumini que forma el qubit del dispositiu. L'enviament de polsos de microones a aquest circuit genera fotons (partícules de llum), que codifiquen un qubit d'informació a la màquina.
A diferència dels dispositius elèctrics convencionals, que emmagatzemen bits com a tensions que representen un 0 o un 1, els qubits dels dispositius de mecànica quàntica també poden representar combinacions de 0 i 1 simultàniament. El fenomen conegut com a superposició permet que un sistema quàntic surti en diversos estats quàntics alhora fins que es mesura el sistema.
"La manera com funciona la realitat a nivell de mecànica quàntica és molt diferent de la nostra experiència macroscòpica del món", va dir Safavi-Naeini.
Agnetta Cleland
Progrés en informàtica quàntica
La tecnologia quàntica avança ràpidament, però hi ha obstacles per eliminar abans que estigui llest per a aplicacions pràctiques, va dir Itamar Sivan, director general de Quantum Machines, a Lifewire en una entrevista per correu electrònic.
"La informàtica quàntica és probablement el punt de lluna més desafiant amb el qual estem ocupats com a societat ara mateix", va dir Sivan. "Per ser pràctic, caldrà avenços i avenços significatius en múltiples capes de la pila de computació quàntica."
Actualment, els ordinadors quàntics estan perseguits pel soroll, la qual cosa significa que, amb el temps, els qubits es tornen tan sorollosos que no tenim manera d'entendre les dades que hi ha, i es tornen inútils, Zak Romaszko, un enginyer amb el l'empresa Universal Quantum va dir en un correu electrònic.
"A la pràctica, això vol dir que els algorismes per a ordinadors quàntics es limiten a només una petita quantitat de temps o nombre d'operacions abans del fracàs", va dir Romaszko. "No està clar si aquest règim sorollós pot produir resultats pràctics, tot i que diversos investigadors creuen que simular productes químics bàsics està a l'abast."
La informàtica quàntica ha fet un avenç significatiu en els darrers anys, sobretot amb la demostració de l'anomenada "supremacia quàntica" en què un ordinador quàntic va realitzar una operació que els autors afirmaven que hauria pres una màquina normal uns 10.000 anys per completar. "Hi ha hagut un cert debat sobre si un ordinador normal hauria trigat tant, però no deixa de ser una demostració notable", va dir Romaszko.
Un cop resolts els obstacles tècnics, Sivan prediu que d'aquí a uns anys, la informàtica quàntica començarà a tenir un impacte significatiu en tot, des de la criptografia fins al descobriment de vacunes."Imagineu com de diferent hauria estat la pandèmia de la Covid-19 si els ordinadors quàntics poguessin ajudar a descobrir una vacuna en una fracció del temps", va dir.
