Kvantiniais kompiuterių mikroschemomis ilgą laiką buvo trukdoma informacijos sumaišymo problema, ribojanti jų atminties galimybes. Tačiau neseniai pasiekusios proveržio teorinės fizikos tyrimai gali būti rastas sprendimas. Mokslininkai, vadovaujami Raule Nandkishore, Kolorado Boulderio universiteto (CU Boulder) fizikos asociacinio profesoriaus, atrado būdą sukurti scenarijų, kuriame informacija išlieka tvarkinga, panašiai kaip kava su grietine, kuri niekada visiškai nesimaišo.
Naudodami matematines priemones, komanda suprojektavo teorinių kvantinių bitų šachmatų lentos modelį ir nustatė, kad, taip išdėstę šiuos modelius konkretiu būdu, informacija galėtų tekėti aplink mikroschemą, niekada visiškai neišnykstant. Šis proveržis atveria duris naujoms galimybėms kvantinėje skaičiavimo srityje, suteikdamas inžinieriams potencialių pažangų informacijos saugojime nedidelėse objektuose.
Nors dar reikia eksperimentinio patvirtinimo, šis atradimas ženkliai skatina einant siekį sukurti „ergodinio sulūžimo” medžiagas, kurios siekia sukurti medžiagas, neesantes pusiausvyro būsenoje ilgą laiką. Tyrimas buvo paskelbtas „Physical Review Letters” straipsnyje.
Kvantinė skaičiavimo technologija susiduria su iššūkiu, kad kvantiniai bitai lengvai susimaišo, galiausiai sukeliant chaotišką nesusiorganizuotumą. Tačiau Nandkishore komanda galbūt rado sprendimą šiam problemoms. Atidžiai išdėliojus kvantinius bitus, galima išlaikyti informaciją netgi įvedus trikdžius, tokius kaip magnetiniai laukai. Šis proveržis rodo potencialą kurti įrenginius su kvantine atmintimi, kurioje informacija gali būti saugoma be degradacijos.
Mokslininkai atliko matematinius modeliavimus, kad suprojektuotų kvantinių bitų tinklelį, panašų į šachmatų lentą. Kompaktiškai išdėstę bitus, jų elgesys veikia kaimyninius bitus, primenančius žmonių minios suspaustą erdvę. Komanda apskaičiavo, kad manipuliuojant šiais modeliais, informacija galėtų tekėti be degradacijos, panašiai kaip suktasis grietinėlės audinys puodelyje.
Laukiant kvantinės skaičiavimo srities, šie atradimai turi įtakos suprasti įvairius reiškinius visatoje. Dauguma objektų linkę judėti link termodinaminio pusiausvyros, tačiau šis tyrimas prideda dar įrodymų, kad tam tikri medžiagų išdėstymai gali priešintis šioms tendencijoms, iššaukdami mūsų supratimą apie pagrindines visatos dėsnius.
Nandkishore pažymi, kad nors statistinė fizika sėkmingai aprašo daugelį kasdienio gyvenimo reiškinių, yra situacijų, kurioms ji gali netikti. Šis proveržis kvantinėje atmintyje priveda mus arčiau potencialaus kvantinės skaičiavimo galimybių atrakinimo ir plečia mūsų supratimą apie įdomias visatos savybes.
DUK skyrius:
1. Kokį naują proveržį teorinėje fizikoje atskleidžia kvantinių kompiuterių mikroschemų susiję tyrimai?
Mokslininkai, vadovaujami Raule Nandkishore, atrado būdą sureguliuoti teorinius bitus tam tikru būdu, leidžiantį informacijai tekėti be visiško išnykimo. Šis proveržis spręs informacijos sumaišymo problemą ir išplečia kvantinių kompiuterių mikroschemų atminties galimybes.
2. Kaip mokslininkai pasiekė tvarkingą informacijos srautą kvantiniuose kompiuterių mikroschemuose?
Mokslininkai naudojo matematines priemones, suprojektavo teorinių bitų šachmatų lentos modelį. Išdėlioję šiuos modelius tam tikru būdu, jie nustatė, kad informacija galėtų tekėti aplink mikroschemą be visiško išnykimo. Toks išdėstymas leidžia bitams išlaikyti informaciją net trikdžių, tokio kaip magnetiniai laukai, atveju.
3. Kokios gali būti potencialios šio kvantinės skaičiavimo proveržio pasekmės?
Šis proveržis gali vesti prie pažangos informacijos saugojime ypač mažuose objektuose, suteikdamas inžinieriams naujas galimybes kvantiniame skaičiavime. Tai rodo potencialą kurti įrenginius su tam tikra kvantine atmintimi, kuri leistų saugoti informaciją be degradacijos.
4. Kaip mokslininkai manipuliuoja bitų išdėstymu?
Mokslininkai kompaktiškai išdėsto bitus šachmatų lentai primenačiu būdu. Manipuliuodami šiais išdėstymais, jų elgesys veikia kaimyninius bitus, leisdami informacijai tekėti be degradacijos. Tai panašu į suktą grietinėlės audinį puodelyje kavos.
5. Koks įtaka šis proveržis daro mūsų supratimui apie pagrindinius visatos dėsnius?
Šie atradimai turi įtakos ne tik kvantiniam skaičiavimui, bet ir iššaukia mūsų supratimą apie pagrindinius visatos dėsnius. Dauguma objektų linkę judėti link termodinaminio pusiausvyros, bet tyrimai rodo, kad tam tikri medžiagų išdėstymai gali priešintis šioms tendencijoms. Tai prideda įrodymų ir iššaukia mūsų supratimą apie visatos savybes.
Apibrėžimai:
– Ergodicity breaking: fizikos sąvoka, siekianti sukurti medžiagas, kurios priešinasi pusiausvyros būsenoms ilgą laiką.
Siūlomi susiję nuorodų šaltiniai:
– CU Boulder Fizikos departamento svetainė
The source of the article is from the blog karacasanime.com.ve