Clau per emportar
- La nova investigació ha descobert una manera de fer bits quàntics amb cristalls.
- El descobriment podria ajudar a alliberar el potencial de la revolució de la informàtica quàntica.
- Però els experts diuen que no hauríeu d'esperar que els ordinadors quàntics substitueixin el vostre ordinador portàtil aviat.
Els físics estan explotant les estranyes maneres en què els àtoms interactuen entre ells per construir ordinadors quàntics.
Els defectes atòmics d'alguns cristalls poden ajudar a alliberar el potencial de la revolució de la computació quàntica, segons els descobriments realitzats pels investigadors de la Northeastern University. Els científics van dir que havien descobert una nova manera de fer un bit quàntic utilitzant els cristalls. Els avenços de les tecnologies quàntiques, que despleguen les propietats de la física quàntica anomenades entrellaçament, podrien permetre dispositius més potents i eficients energèticament.
"Enredament és una paraula fantàstica per crear una relació entre partícules que les fa actuar com si estiguessin unides", va dir Vincent Berk, CRO i CSO de l'empresa de computació quàntica Quantum Xchange a Lifewire en una entrevista per correu electrònic.
"Aquesta relació és especial perquè permet que les accions sobre una partícula tinguin un efecte sobre una altra. Aquí és exactament on entra el poder del càlcul: quan l'estat d'una cosa pot canviar o afectar l'estat d'una altra.. De fet, basant-nos en aquest enllaç d'entrellat boig, som capaços de representar tots els resultats possibles d'un càlcul en només unes poques partícules."
Quantum Bits
Els investigadors van explicar en un article recent a Nature que els defectes d'una classe particular de materials, específicament, els dicalcogenurs de metalls de transició bidimensionals, contenien les propietats atòmiques per fer un bit quàntic, o qubit per abreujar, que és l'edifici. bloc per a tecnologies quàntiques.
"Si podem aprendre a crear qubits en aquesta matriu bidimensional, això és un gran problema", va dir a la notícia Arun Bansil, professor de física a Northeastern i coautor de l'article. llançament.
Bansil i els seus col·legues van examinar centenars de combinacions de materials diferents per trobar aquells capaços d'allotjar un qubit mitjançant algorismes informàtics avançats.
"Quan vam mirar molts d'aquests materials, al final, només vam trobar un grapat de defectes viables, una dotzena més o menys", va dir Bansil. "Tant el material com el tipus de defecte són importants aquí perquè, en principi, hi ha molts tipus de defectes que es poden crear en qualsevol material."
Una descoberta crítica és que l'anomenat defecte "antilloc" de les pel·lícules dels dicalcogenurs de metalls de transició bidimensional porta una cosa anomenada "gir". El gir, també anomenat moment angular, descriu una propietat fonamental dels electrons definida en un dels dos estats potencials: amunt o avall, va dir Bansil.
Un principi fonamental de la mecànica quàntica és que coses com els àtoms, electrons, fotons interactuen constantment en major o menor mesura, va dir Mark Mattingley-Scott, director general EMEA de l'empresa de computació quàntica Quantum Brilliance, en un correu electrònic.
Si podem aprendre a crear qubits en aquesta matriu bidimensional, això és un gran problema.
"Els ordinadors quàntics exploten aquesta interdependència entre qubits, que són essencialment el sistema de mecànica quàntica més simple possible, per augmentar dràsticament el nombre de solucions que podem explorar en paral·lel quan executem un programa quàntic", va afegir..
S alt quàntic
Malgrat el recent avenç en qubits, no espereu que els ordinadors quàntics substitueixin el vostre ordinador portàtil aviat. Els investigadors encara no coneixen el millor sistema físic per construir un ordinador quàntic, va dir a Lifewire Michael Raymer, professor de física de la Universitat d'Oregon que estudia computació quàntica.
"És probable que en la propera dècada, no hi hagi cap control de qualitat universal a gran escala que pugui resoldre qualsevol problema quàntic ben plantejat", va dir Raymer. "Així, la gent està construint prototips utilitzant diverses "plataformes" de materials."
Alguns dels prototips més avançats utilitzen ions atrapats, inclosos els construïts per empreses com ionQ i Quantinuum. "Aquests tenen l'avantatge que tots els àtoms d'un sol tipus (per exemple, el sodi) són estrictament idèntics, una propietat molt útil", va dir Raymer.
Les aplicacions futures per a la informàtica quàntica són il·limitades, diuen els impulsors.
"Respondre aquesta pregunta és semblant a respondre la mateixa pregunta sobre els ordinadors digitals als anys 60", va dir Raymer. "Ningú va predir correctament la resposta aleshores, i ningú pot fer-ho ara. Però la comunitat científica té tota la confiança que, si la tecnologia té èxit, tindrà el mateix impacte que la revolució dels semiconductors dels anys 1990-2000."
