Australski znanstvenici stvorili su prvi kvantni računalni sklop na svijetu – sklop koji sadrži sve osnovne komponente klasičnog računalnog čipa, ali na kvantnoj razini. Značajno otkriće, objavljeno jučer u časopisu Nature, nastajalo je devet godina.
"Ovo je uzbudljivo otkriće u mojoj karijeri", izjavila je za ScienceAlert viša autorica i kvantna fizičarka Michelle Simmons, osnivačica Silicon Quantum Computinga i direktorica Centra izvrsnosti za kvantno računalstvo i komunikacijske tehnologije UNSW-a.
Ne samo da su Simmons i njezin tim stvorili ono što je u biti funkcionalni kvantni procesor, već su ga i uspješno testirali simulacijom male molekule u kojoj svaki atom ima višestruka kvantna stanja - nešto što bi tradicionalno računalo teško postiglo.
Ovo sugerira da smo sada jedan korak bliže konačnom iskorištavanju moći kvantne obrade za bolje razumijevanje svijeta oko nas, čak i na najmanjoj razini.
"Pedesetih godina prošlog stoljeća Richard Feynman je rekao da nikada nećemo razumjeti kako svijet funkcionira - kako priroda funkcionira - osim ako to ne počnemo činiti u istoj mjeri", rekao je Simmons za ScienceAlert. “Ako možemo početi razumijevati materijale na ovoj razini, možemo stvoriti stvari koje nikada prije nisu bile napravljene. Pitanje je kako zapravo kontrolirati prirodu na ovoj razini?".
Kako bi napravili iskorak u polju kvantnog računalstva, istraživači su upotrijebili skenirajući tunelski mikroskop u ultravisokom vakuumu za postavljanje kvantnih točkica subnanometarskom preciznošću. Lokacija svake kvantne točke mora biti točna kako bi shema mogla oponašati kako se elektroni kreću duž niza ugljika s jednom ili dvije veze u molekuli poliacetilena.
Najteži dio je bio utvrditi koliko bi točno atoma fosfora trebalo biti u svakoj kvantnoj točki, točnu udaljenost između svake točke, a zatim dizajnirati stroj koji bi malene točkice mogao smjestiti preciznim redoslijedom unutar silikonskog čipa. Ako su kvantne točke prevelike, interakcija između dviju točaka postaje "prevelika da bi se kontrolirale neovisno jedna o drugoj", kažu istraživači.
Također zanimljivo:
- IBM je najavio planove za stvaranje kvantnog procesora od 4000 qubita
- Istraživači su oborili svjetski rekord u kvantno šifriranoj komunikaciji
Poliacetilen je odabran jer je dobro poznat model i stoga se može koristiti za dokazivanje da računalo ispravno modelira kretanje elektrona kroz molekulu.
Budući da znanstvenici trenutno imaju ograničeno razumijevanje kako molekule funkcioniraju na atomskoj razini, postoje mnoge pretpostavke uključene u stvaranje novih materijala. "Jedan od svetih gralova oduvijek je bio izrada visokotemperaturnih supravodiča", kaže Simmons. Još jedna potencijalna primjena kvantnog računalstva je proučavanje umjetne fotosinteze i načina na koji se svjetlost pretvara u kemijsku energiju putem organskih lančanih reakcija.
Drugi veliki problem koji kvantna računala mogu riješiti je stvaranje gnojiva. Dušikove trostruke veze trenutno se razgrađuju u uvjetima visoke temperature i tlaka u prisutnosti željeznog katalizatora kako bi se stvorio fiksirani dušik za gnojivo. Pronalaženje drugog katalizatora koji može učiniti gnojivo učinkovitijim može uštedjeti mnogo novca i energije.
Možete pomoći Ukrajini u borbi protiv ruskih osvajača. Najbolji način da to učinite je donirati sredstva Oružanim snagama Ukrajine putem Savelife ili putem službene stranice NBU.
Pročitajte također:
- U Australiji je instalirano prvo nehlađeno kvantno računalo na svijetu
- Znanstvenici su pronašli način da spoje teoriju relativnosti i kvantnu mehaniku