Kvantum számítógépek chips-einek kapacitását hosszú ideje az információ összezavaródása korlátozta. Azonban egy nemrégiben létrejött áttörés a teoretikus fizika területén talán megoldást kínálhat. Rahul Nandkishore vezette kutatócsoport, a Colorado Egyetem fizika tanszékének egyetemi docense által vezetve felfedeztek egy módszert, amellyel a információ rendezett maradhat, hasonlóan egy kávékrémhez, amely soha nem keveredik teljesen.
A csapat matematikai eszközök segítségével elképzelte a teoretikus qubitek sakktáblaszerű mintázatát, és megállapította, hogy a mintázatok egy specifikus elrendezésével az információ képes áramlani a chipen úgy, hogy soha teljesen el nem tűnik. Ez a felfedezés új lehetőségeket nyit az információ tárolásában a rendkívül apró objektumokon kvantumszámítógépek területén.
Bár még szükség van kísérleti megerősítésre, ez a felfedezés jelentős előrelépést jelent az „ergodicitás meghibásodása” kutatásában, amely hosszú időn keresztül olyan anyagokat kíván létrehozni, amelyek nem követik az egyensúlyt. A tanulmányt a „Physical Review Letters” című folyóiratban publikálták.
A kvantumszámítógépek szembesülnek azzal a kihívással, hogy a qubitek könnyen összekeveredhetnek, ami végül a kaotikus rendetlenséghez vezet. Nandkishore csapata azonban talán megtalálta a probléma megoldását. A qubitek gondos elrendezésével lehetőség nyílik az információ megtartására még olyankor is, amikor zavaró tényezők, például mágneses mezők kerülnek be.
A kutatók matematikai modellezést alkalmaztak annak elképzelésére, hogy egy sakktáblaszerű mintázatú qubitek sorát rendezzék. A qubitek kompakt elrendezésével a viselkedésük befolyásolja a szomszédos qubiteket, hasonlóan egy tömött térben található embertömeghez. A csapat kiszámította, hogy ezeknek a mintázatoknak a manipulációjával az információ el tud áramlani degradáció nélkül, hasonlóan a kávécupban keveredő krémhez.
A kvantumszámítást meghaladva ezeknek az eredményeknek következményei vannak a világegyetem különböző jelenségeinek megértésére is. A legtöbb tárgy hajlamos a hőegyensúly felé haladni, azonban ez a kutatás a növekvő bizonyítékok sorához ad hozzá, miszerint bizonyos anyagrendeződések ellenállhatnak ennek a tendenciának, kihívva ezzel a világegyetem működését kormányzó alapvető törvények megértését.
Nandkishore megjegyzi, hogy bár a statisztikai fizika sok mindennapi jelenséget jól leír, vannak olyan környezetek, ahol nem alkalmazható. Ez a kvantum memóriában bekövetkező áttörés közelebb visz minket a kvantumszámítás potenciáljának feloldásához és a világegyetem lenyűgöző tulajdonságainak megértéséhez.
Gyakran Ismételt Kérdések (GyIK) rész:
1. Milyen az elmúlt időben történt áttörés a teoretikus fizika területén a kvantum számítógép chips-ekkel kapcsolatban?
Rahul Nandkishore vezette kutatók felfedeztek egy módszert a teoretikus qubitek specifikus módon történő elrendezéséhez, amely lehetővé teszi az információ zavartalan áramlását. Ez az áttörés kezeli az információ összezavarodásának problémáját, és bővíti a kvantum számítógép chips-ek memóriakapacitását.
2. Hogyan érték el a kutatók az információ rendezett áramlását a kvantum számítógép chips-eken?
A kutatók matematikai eszközöket használtak annak elképzelésére, hogy egy sakktáblaszerű mintázatú teoretikus qubitek sorát képzeljék el. Ezeket a mintázatokat egy specifikus módon elrendezve megállapították, hogy az információ képes áramlani a chips-en anélkül, hogy teljesen eltűnne. Ez az elrendezés lehetővé teszi a qubitek számára, hogy megtartsák az információt még akkor is, amikor olyan zavaró tényezők kerülnek be, mint a mágneses mezők.
3. Milyen lehetséges következményei vannak ennek az áttörésnek a kvantum számítógépezés területén?
Ez az áttörés előrelépést jelenthet az információ tárolása terén rendkívül kicsi objektumokon, lehetőséget nyújtva a mérnökök számára új lehetőségek teremtésére a kvantum számítógépezés terén. Arra utal, hogy olyan eszközök létrehozásában van potenciál, amelyek rendelkeznek egyfajta kvantum memóriával, ahol az információ degradáció nélkül tárolható.
4. Hogyan manipulálták a kutatók a qubitek mintázatait?
A kutatók szabályosan elrendezték a qubiteket egy sakktáblaszerű mintázatban. Ezeknek a mintázatoknak a manipulációjával a viselkedésük befolyásolta a szomszédos qubiteket, lehetővé téve az információ zavartalan áramlását. Ez a viselkedés hasonló a kávécupban keveredő krémhez.
5. Milyen hatással van az áttörés a világegyetem működését kormányzó alapvető törvények megértésére?
Az eredményeknek hatása van a kvantum számítógépezésen túl is, mivel kihívják a világegyetem működését kormányzó alapvető törvényeket. A legtöbb tárgy hajlamos a hőegyensúly felé haladni, de a kutatás azt sugallja, hogy bizonyos anyagrendeződések ellenállhatnak ennek a tendenciának. Ez a növekvő bizonyítékok sorát bővíti, amelyek kihívják a világegyetem tulajdonságait feloldozó megértésünket.
Definíciók:
– Ergodicitás meghibásodása: Ez a fizika területén egy fogalom, amely arra törekszik, hogy olyan anyagokat hozzon létre, amelyek hosszú időn keresztül nem követik az egyensúlyt.
Javasolt Kapcsolódó Linkek:
– Colorado Egyetem Fizika Tanszéke
The source of the article is from the blog motopaddock.nl