Australijski naučnici kreirali su prvo kvantno kompjutersko kolo na svijetu – kolo koje sadrži sve osnovne komponente klasičnog kompjuterskog čipa, ali na kvantnoj skali. Ovo značajno otkriće, objavljeno juče u časopisu Nature, nastajalo je devet godina.
"Ovo je uzbudljivo otkriće u mojoj karijeri", rekla je za ScienceAlert viša autorica i kvantna fizičarka Michelle Simmons, osnivačica Silicon Quantum Computinga i direktorica UNSW-ovog Centra izvrsnosti za kvantno računarstvo i komunikacijske tehnologije.
Ne samo da su Simmons i njen tim stvorili ono što je u suštini funkcionalni kvantni procesor, već su ga uspješno testirali simulacijom male molekule u kojoj svaki atom ima više kvantnih stanja – nešto što bi tradicionalni kompjuter teško postigao.
Ovo sugerira da smo sada korak bliže konačnom iskorištavanju moći kvantne obrade kako bismo bolje razumjeli svijet oko nas, čak i u najmanjoj mjeri.
"Pedesetih godina prošlog vijeka Richard Feynman je rekao da nikada nećemo razumjeti kako svijet funkcionira - kako priroda funkcionira - osim ako to ne počnemo raditi u istoj mjeri", rekao je Simons za ScienceAlert. “Ako možemo početi da razumijemo materijale na ovom nivou, možemo stvoriti stvari koje nikada prije nisu bile napravljene. Pitanje je kako zapravo kontrolisati prirodu na ovom nivou?".
Da bi napravili iskorak u polju kvantnog računarstva, istraživači su koristili skenirajući tunelski mikroskop u ultravisokom vakuumu kako bi postavili kvantne tačke sa subnanometarskom preciznošću. Položaj svake kvantne tačke mora biti ispravan tako da shema može oponašati kako se elektroni kreću duž reda ugljika s jednom ili dvije veze u molekuli poliacetilena.
Najteži dio je bio utvrditi koliko bi tačno atoma fosfora trebalo biti u svakoj kvantnoj tački, tačnu udaljenost između svake tačke, a zatim dizajnirati mašinu koja bi mogla smjestiti male tačke u preciznom redoslijedu unutar silikonskog čipa. Ako su kvantne tačke prevelike, interakcija između dvije tačke postaje "prevelika da bi se mogla kontrolirati neovisno jedna od druge", kažu istraživači.
Također zanimljivo:
- IBM je najavio planove za stvaranje kvantnog procesora od 4000 kubita
- Istraživači su oborili svjetski rekord za kvantno šifriranu komunikaciju
Poliacetilen je odabran jer je dobro poznat model i stoga se može koristiti za dokazivanje da kompjuter ispravno modelira kretanje elektrona kroz molekul.
Budući da naučnici trenutno imaju ograničeno razumijevanje o tome kako molekuli funkcionišu na atomskoj skali, postoje mnoge pretpostavke uključene u stvaranje novih materijala. „Jedan od svetih grala je oduvek bio pravljenje visokotemperaturnih superprovodnika“, kaže Simons. Još jedna potencijalna primena kvantnog računarstva je proučavanje veštačke fotosinteze i načina na koji se svetlost pretvara u hemijsku energiju kroz organske lančane reakcije.
Još jedan veliki problem koji kvantni kompjuteri mogu riješiti je stvaranje gnojiva. Trostruke azotne veze se trenutno razgrađuju pod uslovima visoke temperature i pritiska u prisustvu željeznog katalizatora da bi se stvorio fiksirani azot za đubrivo. Pronalaženje drugog katalizatora koji može učiniti đubrivo efikasnijim može uštedjeti mnogo novca i energije.
Možete pomoći Ukrajini u borbi protiv ruskih osvajača. Najbolji način da to učinite je da donirate sredstva Oružanim snagama Ukrajine putem Savelife ili preko službene stranice NBU.
Pročitajte također:
- Prvi nehlađeni kvantni kompjuter na svijetu instaliran je u Australiji
- Naučnici su pronašli način da kombinuju teoriju relativnosti i kvantnu mehaniku