Kvantarvutite kiibid on juba pikka aega vaevanud infosasustusprobleemid, mis piiravad nende mäluvõimekust. Hiljutised läbimurded teoreetilises füüsikas võivad aga pakkuda võimalikku lahendust. Rahul Nandkishore juhitud uurimisrühmad, Colorado Ülikooli füüsika dotsent, on avastanud viisi, kuidas luua olukord, kus info püsib korralikult korraldatud, sarnaselt tassile kohviga koorega, mis kunagi täielikult ei segune.
Kasutades matemaatilisi vahendeid, visualiseeris meeskond teoreetiliste kubitite rutiinilise mustri ja leidis, et nende mustrite teatud viisil paigutades saab info kiibis liikuda ilma täielikult kadumata. See läbimurre avab uksed uutele võimalustele kvantarvutuses, pakkudes inseneridele võimalust arendada võimekust info salvestamiseks ülimalt väikestesse objektidesse.
Kuigi veel on vaja läbi viia katseid kinnitavaid tõendeid, märgib see leid siiski märkimisväärset edusammu “ergoodilisuse murdmisel”, mille eesmärk on luua materjale, mis vastupanevad tasakaalule pikema aja jooksul. Uuring avaldati ajakirjas “Physical Review Letters”.
Kvantarvutus seisab silmitsi väljakutsega, kus kubitid segunevad kergesti, mis lõppkokkuvõttes viib kaootilise segaduseni. Nandkishore’i meeskond võib sellele probleemile siiski lahenduse leidnud. Kubitite hoolika paigutamise abil on võimalik säilitada teave isegi siis, kui häireid, nagu magnetväljad, sisse viiakse. See läbimurre viitab võimalusele ehitada seadmeid kvantmäluga, kus teavet saab salvestada kadumiseta.
Uurijad kasutasid matemaatilist modelleerimist teoreetiliste kubitite massiivina, mis olid korraldatud rutiinilise mustri sarnaselt. Kubitite tiheda paigutuse kaudu mõjutas nende käitumine naaber kubiteid, meenutades rahvahulka kitsas ruumis. Meeskond arvutas, et nende mustrite manipuleerimisel võiks info liikuda kadumiseta, sarnaselt keerlevale koorele kohvitassis.
Kvantarvutuse valdkonnast väljapoole ulatuvad need leiud omavad tähendust erinevate nähtuste mõistmiseks universumis. Enamus objekte kalduvad liikuma termilisse tasakaalu, kuid see uurimus lisab üha enam tõendusmaterjali, et teatud ainete paigutus võib sellele vastu seista, seades kahtluse alla meie arusaama universumi põhilistest seadustest, mis seda valitsevad.
Nandkishore märgib, et kuigi statistiline füüsika on olnud edukas paljude igapäevaste nähtuste kirjeldamisel, võib sellele olla olukordi, kus see ei kehti. See kvantmälu läbimurre toob meid lähemale kvantarvutuse potentsiaali avamisele ja laiendab meie arusaamist universumit intrigeerivatest omadustest.
Korduma kippuvad küsimused:
1. Mis on hiljutine läbimurre teoreetilises füüsikas seoses kvantarvutite kiipidega?
Rahul Nandkishore juhitud uurijad on avastanud viisi, kuidas korraldada teoreetilisi kubiteid teatud viisil, võimaldades info liikumist täieliku kadumiseta. See läbimurre lahendab probleemi, kus info seguneb ja laiendab kvantarvutite kiipide mäluvõimekust.
2. Kuidas saavutati info korrapärane liikumine kvantarvutite kiipidel?
Uurijad kasutasid matemaatilisi vahendeid teoreetiliste kubitite rutiinilise mustri visualiseerimiseks. Nende mustrite spetsiifilisel paigutamisel avastati, et info sai kiibis liikuda ilma täielikult kadumata. Selline korraldus võimaldab kubititel säilitada teavet isegi siis, kui häireid, nagu magnetväljad, sisse viiakse.
3. Millised on selle läbimurde võimalikud tagajärjed kvantarvutuses?
See läbimurre võib viia edasiarendusteni info salvestamisel ülimalt väikestesse objektidesse, pakkudes inseneridele uusi võimalusi kvantarvutuses. See näitab potentsiaali ehitada seadmeid kvantmäluga, kus teave saab salvestada kadumiseta.
4. Kuidas uurijad kubiteid mustrite manipuleerisid?
Uurijad korraldasid kubitid rutiinilise mustri sarnases kontrolllaualises mustris. Nende mustrite manipuleerimisega mõjutas nende käitumine naaber kubiteid, võimaldades info liikumist kadumiseta. See käitumine meenutas keerlevat koort kohvitassis.
5. Kuidas mõjutab see läbimurre meie arusaamist universumi põhilistest seadustest?
Need leiud omavad tähendust ka kvantarvutusest kaugemale, kuna need seavad kahtluse alla meie arusaama universumi põhilistest seadustest. Enamus objekte kalduvad liikuma termilisse tasakaalu, kuid uurimus viitab sellele, et teatud ainete paigutused võivad neile vastu seista. See lisab üha enam tõendeid, mis seavad kahtluse alla universumi omaduste mõistmise.
The source of the article is from the blog qhubo.com.ni