Kvantecomputerchips har længe været begrænset af problemet med information, der bliver sammenblandet, hvilket begrænser deres hukommelseskapacitet. Men en ny gennembrud inden for teoretisk fysik kan have fundet en løsning. Forskere ledet af Rahul Nandkishore, en adjunkt i fysik ved CU Boulder, har opdaget en måde at skabe en situation, hvor information forbliver organiseret, på lignende vis som en kop kaffe med fløde, der aldrig blander sig fuldt ud.
Ved hjælp af matematiske værktøjer forestillede teamet sig et skakbræt af teoretiske qubits og fandt, at ved at arrangere disse mønstre på en bestemt måde, kunne informationen flyde rundt om chippen uden nogensinde at forsvinde helt. Dette gennembrud åbner døren for nye muligheder inden for kvantecomputing og giver ingeniører potentiale for fremskridt inden for lagring af information i utrolig små objekter.
Selvom der stadig er behov for eksperimentel verifikation, markerer denne opdagelse et betydeligt skridt fremad i jagten på “ergodicity breaking”, der sigter mod at skabe materialer, der modstår ligevægt i længere perioder. Studiet blev offentliggjort i “Physical Review Letters”.
Kvantecomputere står over for udfordringen med, at qubits let bliver blandet sammen, hvilket resulterer i kaotisk uorden. Nandkisgores team kan imidlertid have opdaget en løsning på dette problem. Ved forsigtig arrangement af qubits er det muligt at fastholde information selv når forstyrrelser som magnetfelter introduceres. Dette gennembrud antyder potentialet for at opbygge enheder med en form for kvantehukommelse, hvor information kan opbevares uden forringelse.
Forskerne anvendte matematisk modellering til at forestille sig en række qubits arrangeret i et skakbræt-lignende mønster. Ved at kompakt arrangere qubits blev deres adfærd påvirket af naboqubits, på en måde der minder om en menneskemængde i et trangt rum. Holdet beregnede, at ved at manipulere disse mønstre kunne informationen flyde uden forringelse, på samme måde som den hvirvlende fløde i en kop kaffe.
Ud over kvantecomputing har disse resultater implikationer for forståelsen af forskellige fænomener i universet. De fleste objekter bevæger sig normalt mod termisk ligevægt, men denne forskning tilføjer til en voksende mængde af beviser for, at visse arrangementer af stof kan modstå disse tendenser, og dermed udfordrer vores forståelse af de fundamentale love, der styrer universet.
Nandkishore påpeger, at selvom statistisk fysik har haft succes med at beskrive mange hverdagsfænomener, er der indstillinger, hvor det måske ikke gælder. Dette gennembrud inden for kvantehukommelse bringer os tættere på at låse op for potentialet i kvantecomputing og udvide vores forståelse af universets fascinerende egenskaber.
Ofte stillede spørgsmål:
1. Hvad er det nyeste gennembrud inden for teoretisk fysik relateret til kvantecomputerchips?
Forskere ledet af Rahul Nandkishore har opdaget en måde at arrangere teoretiske qubits på, der tillader informationen at flyde uden at forsvinde fuldstændigt. Dette gennembrud adresserer problemet med information, der blander sig sammen, og udvider hukommelseskapaciteten af kvantecomputerchips.
2. Hvordan opnåede forskerne en organiseret informationsstrøm i kvantecomputerchips?
Forskerne brugte matematiske værktøjer til at forestille sig et skakbræt-lignende mønster af teoretiske qubits. Ved at arrangere disse mønstre på en bestemt måde fandt de, at informationen kunne flyde rundt om chippen uden at forsvinde fuldstændigt. Dette arrangement gør det muligt for qubits at fastholde information selv når forstyrrelser som magnetfelter introduceres.
3. Hvad er de potentielle implikationer af dette gennembrud inden for kvantecomputing?
Dette gennembrud kan føre til fremskridt inden for lagring af information i utrolig små objekter og give ingeniører nye muligheder inden for kvantecomputing. Det antyder potentialet for at opbygge enheder med en form for kvantehukommelse, hvor information kan opbevares uden forringelse.
4. Hvordan manipulerede forskerne mønstrene af qubits?
Forskerne arrangerede qubits kompakt i et skakbræt-lignende mønster. Ved at manipulere disse mønstre påvirkede deres adfærd naboqubits og tillod informationen at flyde uden forringelse. Denne adfærd minder om den hvirvlende fløde i en kop kaffe.
5. Hvordan påvirker dette gennembrud vores forståelse af de fundamentale love, der styrer universet?
Resultaterne har implikationer ud over kvantecomputing, da de udfordrer vores forståelse af de fundamentale love, der styrer universet. De fleste objekter bevæger sig normalt mod termisk ligevægt, men forskningen antyder, at visse arrangementer af stof kan modstå disse tendenser. Dette tilføjer til en voksende mængde af beviser, der udfordrer vores forståelse af universets egenskaber.
Definitioner:
– Ergodicity breaking: Et begreb inden for fysik, der sigter mod at skabe materialer, der modstår ligevægt i længere perioder.
Foreslåede relaterede links:
– CU Boulder Department of Physics
The source of the article is from the blog exofeed.nl