Japanin molekyylitieteen instituutin tutkimusryhmä on nyt ottanut suuren harppauksen kvanttilaskentaan tehden sen tapahtua kahden kubitin portin avulla. Kubitti on kvanttivastine binääribitille, joka on laskennassa käytettävä informaation perusyksikkö.
Tiimi onnistui onnistuneesti toteuttamaan maailman nopeimman kahden kubitin portin vain 6,5 nanosekunnissa. Prosessin aikana tutkijoiden oli voitettava joitakin tämäntyyppiseen tekniikkaan liittyviä rajoituksia. Siinä on kuitenkin saalis – heidän käyttämänsä menetelmä saattaa olla hankalaa toistaa vähemmän tutkimuspohjaisessa ympäristössä.
Kvanttilaskenta on vielä hieman tuntematon alue, mutta se saattaa olla portti sellaisten ongelmien ratkaisemiseen, joita nykyaikaiset tietokoneet eivät pysty ratkaisemaan. Se voisi myös mahdollisesti nopeuttaa huomattavasti korkean suorituskyvyn laskennan (HPC) tehtäviä. Vaikka potentiaalia on ehdottomasti olemassa ja teknologiajätit, kuten IBM ja Intel hyödyntävät sitä, rajoitukset ovat myös olemassa, ja siksi tutkimusryhmät ympäri maailmaa jatkavat aiheen tutkimista.
Liittyvät
- Tämä tietojenkäsittelyn läpimurto siirsi vain koko Internet-liikenteen yhdessä sekunnissa
- Iso-Britannian laboratoriossa, joka yhdistää aivot kvanttitietokoneisiin
- Tutkijat luovat "puuttuvan palapelin" kvanttilaskentaa kehittäessään
Molekyylitieteen instituutin tutkijaryhmä, jota johtaa jatko-opiskelija Yeelai Chew, assistentti professori Sylvain de Léséleuc ja professori Kenji Ohmori suorittivat tutkimuksen ja julkaisivat havainnot Luonnon fotoniikka. Kahden qubitin porttioperaatio, jonka he pystyivät suorittamaan, on varhainen mutta tärkeä askel. Tomin laitteisto oli yksi ensimmäisistä julkaisuista, jotka kertoivat yksityiskohtaisesti prosessista sen jälkeen, kun Nature-lehden ensimmäinen artikkeli ilmestyi verkossa.
Suositellut videot
Tutkijat käyttivät lasereita kahden atomikubitin jyrkästi jäähdyttämiseen.
Kubitit ovat kvanttivastineita biteille, jotka tunnemme jokapäiväisestä tietojenkäsittelystä. Kubiteilla on kuitenkin etu – niitä ei ole rajoitettu arvoon yksi tai nolla; sen sijaan ne voivat edustaa molempia ja nolla. Tämä tekee niistä paljon tehokkaampia ja vapauttaa niiden kyvyn suorittaa monimutkaisia tehtäviä paljon, paljon lyhyemmässä ajassa. Valitettavasti kubitit eroavat nopeasti, mikä tarkoittaa, että ne eivät enää palauta tarkkoja tuloksia.
Kahden kubitin porttitoiminto edellyttää kubittien sotkeutumista, ja tähän sotkeutumiseen vaikuttavat useat tekijät, jotka voivat nopeuttaa dekoherenssia. Epäkoherenssikysymystä voidaan käsitellä kahdella tavalla - toiminnot on suoritettava paljon nopeammin, ennen kuin kubitit purkavat, tai sotkeutumisen on kestettävä pidempään. Tiederyhmä omaksui ensimmäisen lähestymistavan, joka oli nopeuttaa asioita dramaattisesti – ja niin he tekivätkin saavuttaen samalla maailmanennätyksen.
Tutkijat käyttivät lasereita jäähdyttämään dramaattisesti kahta rubidium-elementistä valmistettua atomikubittia. Lämpötilat lähestyivät absoluuttista nollaa ja laskivat jopa -273,15 celsiusasteeseen. Nämä atomit kiinnitettiin sitten mikrometrin päähän toisistaan optisilla pinseteillä. Sitten he käyttivät laseria manipuloimaan kubitteja 10 pikosekunnin välein. Pikosekunti vastaa yhtä biljoonaosaa sekunnista.
Yllä olevien vaiheiden avulla tutkijat onnistuivat toteuttamaan kvanttiportin vain 6,5 nanosekunnissa, mikä teki siitä maailman nopeimman kahden kubitin portin toiminnan. Edellinen ennätys oli 15 nanosekuntia.
Vaikka tämä harppaus ei tarkoita sitä, että kvanttilaskenta yhtäkkiä yleistyisi, se tarkoittaa sitä, että tiedemiehet ottavat suuria harppauksia tähän suuntaan. Valitettavasti tämän tyyppistä tekniikkaa voi olla vaikea jäljitellä HPC-asetuksissa, missä sitä käytetään yleisimmin.
Rubidium-atomikubitit, joita tutkijat käyttivät tämän ultranopean kubittiportin toteuttamiseen, on jäähdytettävä lähelle absoluuttista nollaa, jotta ne toimivat. Tämä voi olla mahdollista erikoistapauksissa, mutta realistisesti suurin osa organisaatioista kääntyy toisenlaisen ratkaisun puoleen, kunnes siitä tulee helpommin hallittava. Toisaalta, vaikka tästä tekniikasta ei jonakin päivänä tulisikaan suosiota, tutkimus on tärkeä, sillä tutkijat yrittävät edelleen selvittää, missä tarkalleen laskennan tulevaisuus piilee.
Toimittajien suositukset
- Tämän 30 000 dollarin tietokoneen lähdekoodi on juuri julkaistu ilmaiseksi
- Alkuperäinen Apple-1-tietokone myytiin juuri käsittämättömällä rahalla
- IBM: n uusi 127 qubit prosessori on suuri läpimurto kvanttilaskennassa
- Google esittelee hämmästyttävän uuden Quantum A.I: n. Kampus
- Microsoftin uusi kvanttisiru voi auttaa hallitsemaan tuhansia kubitteja
Päivitä elämäntapasiDigital Trends auttaa lukijoita pysymään tekniikan nopeatempoisessa maailmassa uusimpien uutisten, hauskojen tuotearvostelujen, oivaltavien toimitusten ja ainutlaatuisten kurkistusten avulla.
