Ett forskarlag från det japanska institutet för molekylär vetenskap har nu tagit stora framsteg inom kvantberäkning, och fått det att hända med hjälp av en två-qubit-grind. En qubit är kvantekvivalenten till en binär bit, som är en grundläggande informationsenhet som används vid beräkningar.
Teamet lyckades köra världens snabbaste två-qubit-grind på bara 6,5 nanosekunder. I processen var forskarna tvungna att övervinna några av begränsningarna kopplade till denna typ av teknik. Men det finns en hake - metoden de använde kan vara svår att replikera i en mindre forskningsbaserad miljö.
Kvantberäkning är fortfarande något okänt territorium, men det kan vara inkörsporten till att lösa problem som moderna datorer inte kan hantera. Det kan också potentiellt påskynda uppgifter med hög prestanda (HPC) enormt. Medan potentialen definitivt finns där och techjättar som t.ex IBM och Intel utnyttjar det, begränsningarna finns också, och det är därför forskarteam över hela världen fortsätter att utforska ämnet.
Relaterad
- Detta datorgenombrott överförde precis hela internettrafiken på 1 sekund
- Inuti det brittiska labbet som ansluter hjärnor till kvantdatorer
- Forskare skapar "saknad sticksåg" i utvecklingen av kvantberäkning
Teamet av forskare från Institutet för molekylär vetenskap, ledd av doktoranden Yeelai Chew, assistent professor Sylvain de Léséleuc och professor Kenji Ohmori genomförde forskningen och publicerade sina resultat i Naturfotonik. Två-qubit-grindoperationen de kunde utföra är ett tidigt men viktigt steg. Toms hårdvara var en av de första publikationerna som detaljerade processen efter att den första artikeln i Nature dök upp online.
Rekommenderade videor
Forskarna använde lasrar för att drastiskt kyla ner två atom-qubits.
Qubits är kvantmotsvarigheten till de bitar vi alla känner till från daglig datoranvändning. Men qubits kommer med en fördel - de är inte begränsade till ett värde på ett eller noll; istället kan de representera båda och noll. Detta gör dem mycket mer effektiva och låser upp deras förmåga att utföra komplexa uppgifter på en mycket, mycket kortare tidsram. Tyvärr är qubits snabba att dekohera, vilket innebär att de inte längre ger korrekta resultat.
En två-qubit-grindoperation kräver att qubitarna är intrasslade, och denna intrassling påverkas av olika faktorer som kan påskynda dekoherensen. Frågan om dekoherens kan hanteras på två sätt - operationerna måste utföras mycket snabbare, innan qubits dekoherar, eller så måste intrasslingen pågå längre. Forskarteamet gick med det första tillvägagångssättet, som var att påskynda saker drastiskt - och det gjorde de, och uppnådde ett världsrekord i processen.
Forskarna använde lasrar för att drastiskt kyla ner två atom-qubits gjorda av elementet Rubidium. Temperaturerna nådde nära en absolut noll och gick så lågt som -273,15 grader Celsius. Dessa atomer säkrades sedan inom en mikrometer från varandra med hjälp av en optisk pincett. Sedan använde de en laser för att manipulera qubits med 10 pikosekunders intervall. En pikosekund motsvarar en biljondels sekund.
Genom stegen ovan kunde forskarna framgångsrikt utföra en kvantgrind på bara 6,5 nanosekunder, vilket gör den till världens snabbaste två-qubit-grindoperation. Det tidigare rekordet låg på 15 nanosekunder.
Även om detta språng inte betyder att kvantberäkning plötsligt kommer att bli utbredd, betyder det att forskare gör stora framsteg i den riktningen. Tyvärr kan denna typ av teknik vara svår att replikera i en HPC-miljö, vilket är där den oftast används.
Rubidium-atom qubits som användes av forskarna för att utföra denna ultrasnabba qubit gate måste kylas nära absolut noll för att fungera. Att göra det kan vara möjligt i speciella fall, men realistiskt sett skulle de flesta organisationer vända sig till en annan lösning tills detta kan bli lättare att hantera. Å andra sidan, även om den här tekniken inte kommer att bli den bästa en dag, är forskningen viktig eftersom forskare fortsätter att försöka avgöra exakt var framtiden för datoranvändning ligger.
Redaktörens rekommendationer
- Denna dators källkod på $30 000 har precis släppts gratis
- En original Apple-1-dator såldes precis för en ofattbar summa pengar
- IBMs nya 127-qubit-processor är ett stort genombrott inom kvantberäkning
- Google visar upp sin fantastiska nya Quantum A.I. Campus
- Microsofts nya kvantchip kan hjälpa till att kontrollera tusentals qubits
Uppgradera din livsstilDigitala trender hjälper läsare att hålla koll på den snabba teknikvärlden med alla de senaste nyheterna, roliga produktrecensioner, insiktsfulla redaktioner och unika smygtittar.
