Kvanttitietokonepiirejä on pitkään hidastanut tiedon sekoittuminen, mikä rajoittaa niiden muistitoimintoja. Kuitenkin äskettäinen läpimurto teoreettisessa fysiikassa saattaa olla löytänyt ratkaisun tähän ongelmaan. Rahul Nandkishoren johtama tutkijaryhmä, jossa on mukana Coloradon yliopiston fysiikan apulaisprofessori, on keksinyt tavan luoda tilanne, jossa tieto pysyy järjestäytyneenä, samanlaisena kuin kupillinen kahvia kermalla, joka ei koskaan sekoitu kokonaan.
Matemaattisten työkalujen avulla tiimi loi teoreettisten kubitien shakkilaudan kuvion ja huomasi, että järjestämällä nämä kuviot tietynlaisella tavalla tieto pystyi liikkumaan sirun ympäri ilman, että se katoaa kokonaan. Tämä läpimurto avaa uusia mahdollisuuksia kvanttitietokoneiden alalla tarjoten insinööreille potentiaalisia edistysaskelia tiedon tallentamisessa uskomattoman pieniin esineisiin.
Vaikka tarvitaan vielä kokeellista varmennusta, tämä löytö merkitsee merkittävää edistysaskelta ”ergodisuuden rikkomisessa”, joka pyrkii luomaan materiaaleja, jotka eivät noudata tasapainoa pitkään aikaan. Tutkimus julkaistiin ”Physical Review Letters” -lehdessä.
Kvanttitietokoneet kohtaavat haasteen, jossa kubitit sekoittuvat helposti, mikä lopulta johtaa kaoottisiin järjestämättömiin olosuhteisiin. Kuitenkin Nandkishoren tiimi saattoi olla löytänyt ratkaisun tähän ongelmaan. Kubitien huolellisen järjestelyn avulla on mahdollista säilyttää tieto jopa silloin, kun häiriöitä, kuten magneettikenttiä, tuodaan mukaan. Tämä läpimurto viittaa siihen, että on mahdollista rakentaa laitteita, joissa on kvanttimuistin muoto, jossa tieto voidaan tallentaa ilman heikentymistä.
Tutkijat käyttivät matemaattista mallinnusta kuvitellakseen joukon kubitteja, jotka on järjestetty shakkilautaa muistuttavaan kuvioon. Kubitien tiivis järjestely vaikuttaa naapureina oleviin kubitteihin heidän käyttäytymisensä vaikutuksella, samalla tavalla kuin tiheässä tilassa oleva ihmisten joukko. Tiimi laski, että näitä kuvioita manipuloimalla tieto voisi virrata ilman heikentymistä, samalla tavalla kuin kahvikupissa pyörivä kerma.
Kvanttitietokoneiden ulkopuolella näillä löydöksillä on vaikutuksia erilaisten ilmiöiden ymmärtämiseen universumissa. Useimmat objektit taipuvat pyrkimään kohti termistä tasapainoa, mutta tämä tutkimus lisää kasvavaa todistusaineistoa siitä, että tiettyjä aineen järjestelyjä voi vastustaa näitä taipumuksia, haastaen meidän ymmärryksemme universumin perustavanlaista hallitsevista laeista.
Nandkishore huomauttaa, että vaikka tilastollinen fysiikka on ollut menestyksekäs kuvaamaan monia arkipäivän ilmiöitä, on olemassa tilanteita, joissa se ei välttämättä päde. Tämä kvanttimuistin läpimurto vie meitä lähemmäs kvanttitietokoneen potentiaalin avaamista ja laajentaa ymmärrystämme universumin mielenkiintoisista ominaisuuksista.
UKK-osio:
1. Mikä on äskettäinen läpimurto teoreettisessa fysiikassa liittyen kvanttitietokonepiireihin?
Rahul Nandkishoren johtama tutkijaryhmä on keksinyt tavan järjestää teoreettiset kubitit tietyllä tavalla, mikä mahdollistaa tiedon virran ilman, että se katoaa kokonaan. Tämä läpimurto käsittelee tiedon sekoittumisesta aiheutuvaa ongelmaa ja laajentaa kvanttitietokonepiirien muistitoimintoja.
2. Miten tutkijat saavuttivat järjestäytyneen tiedonvirran kvanttitietokonepiireissä?
Tutkijat käyttivät matemaattisia työkaluja kuvitellessaan shakkilaudan kaltaista kuviota teoreettisille kubiteille. Näitä kuvioita tietyllä tavalla järjestämällä he huomasivat, että tieto pystyi virtaamaan sirun ympäri ilman, että se katoaa kokonaan. Tämä järjestely mahdollistaa kubiteiden säilyttää tiedon jopa silloin, kun häiriöitä kuten magneettikenttiä tuodaan mukaan.
3. Mitkä ovat tämän kvanttitietokoneen läpimurron mahdolliset vaikutukset?
Tämä läpimurto voi johtaa edistysaskeleisiin tiedon tallentamisessa uskomattoman pieniin objekteihin, tarjoten insinööreille uusia mahdollisuuksia kvanttitietokoneiden alalla. Se viittaa siihen, että on mahdollista rakentaa laitteita, joissa on kvanttimuistin muoto, jossa tieto voidaan tallentaa ilman heikentymistä.
4. Miten tutkijat manipuloivat kubittien kuvioita?
Tutkijat tiivistivät kubitit shakkilaudan kaltaiseen kuvioon. Manipuloimalla näitä kuvioita niiden käyttäytyminen vaikutti naapurikubitteihin, mikä mahdollisti tiedon virtaamisen ilman heikentymistä. Tämä käyttäytyminen muistuttaa kahvikupissa pyörivää kermaa.
5. Mitä vaikutusta tällä läpimurrolla on ymmärrykseemme universumia hallitsevista peruslaeista?
Tutkimustuloksilla on vaikutusta kvanttitietokoneiden ulkopuolella, sillä ne haastavat ymmärryksemme universumia hallitsevista peruslaeista. Useimmat objektit taipuvat pyrkimään kohti termistä tasapainoa, mutta tutkimus viittaa siihen, että tietyt aineen järjestelyt voivat vastustaa tätä taipumusta. Tämä lisää kasvavaa todistusaineistoa, joka haastaa käsityksemme universumin ominaisuuksista.
Määritelmät:
– Ergodisuuden rikkominen: Fysiikan käsite, joka pyrkii luomaan materiaaleja, jotka eivät noudata tasapainoa pitkään aikaan.
Ehdotetut liittyvät linkit:
– CU Boulderin fysiikan osasto
The source of the article is from the blog myshopsguide.com