Výzkumníci se v kvantové počítačové grafice

Vědci ve Velké Británii a USA v pátek zveřejnili článek podrobně popisující objevy, které by mohly přinést plně funkční kvantový počítač o krok blíže ke skutečnosti.

Kvantová výpočetní technika, která byla již desetiletí zkoumána, problém uchovávání dat v koherentním formátu, což ztěžuje spouštění programů nebo výpočetních úkolů. Vědci nalezli způsob, jak zachránit elektrony, které uchovávají data, delší dobu, což umožňuje systému lépe zpracovávat data a efektivněji pracovat s programy.

Ačkoli ve vývoji, kvantové počítače by mohly přetvořit tvář výpočetní techniky. Za několik vteřin mohou kvantové počítače provádět úkoly, které nejsou pro superpočítače dnes možné. Kvantová výpočetní technika používá hmotu - atomy a molekuly - pro zpracování velkého množství úkolů při superpočítačových rychlostech, protože data jsou uložena a sdílena ve více stavech než v obvyklých binárních stavech 0 a 1.

Quantum computing je založen na zákoně kvantové mechaniky, které se zabývají interakcí a chováním hmoty na atomových a subatomických - protonových, neutronových a elektronových úrovních. Řešením známých problémů v oblasti kvantové výpočetní techniky jsou výzkumníci v závodě na vybudování plně funkčního kvantového počítače.

Existuje mnoho návrhů kvantového počítače, které uchovávají data různými způsoby, řekl Gavin Morley, jeden z autorů práce a výzkumný pracovník v londýnském centru pro nanotechnologie, který je společným podnikem mezi University College London a Imperial College London. Morley spolupracoval s výzkumníky z několika institucí včetně Univerzity v Utahu v Salt Lake City. Výzkumníci použili magnetické stavy elektronů k ukládání dat.

Kvantové bity se musí spouštět, aby spustili program, ale někdy se kvalita elektronů degraduje a vysílá je do nežádoucích stavů - nazvaných kvantový šum -, které by mohly představovat problém protože uživatelé mohou ztratit kontrolu nad běžícím programem. Použitím určitého magnetického pole vědci používali proud k určení stavu elektronu, aniž by přitom narušili život, což jim dává 5 000% delší životnosti než kterýkoli jiný podobný experiment, řekl Morley.

Výzkum skupiny se zaměřil na atomy fosforu v křemíku. Nejlepší pokusy předtím protékaly proudem kolem elektronů prostřednictvím malých elektrických vodičů, ale to přineslo spousty kvantového šumu, čímž se odstranila klíčovou výhoda materiálu, řekl Morley.

Vědci doufají, že jejich práce jim umožní stavět kvantový superpočítač, ačkoli to může chvíli trvat. "" Je nemožné předvídat, kdy nebo kdyby byl vybudován kvantový počítač. "Doufám, že uvidím jednoho ve výzkumné laboratoři v příštích 15 až 20 letech," řekl Morley

Ale za náročné úkoly, kvantové počítače řeší výpočetní problémy, které postihují dnešní počítače, řekl Morley. "Například bychom mohli simulovat chování velkých biologických molekul a léků, abychom našli nové léky," řekl.

Článek se objevil v publikaci Physical Review Letters