Výzkum kvantových počítačových čipů byl dlouho brzděn problémem zamíchávání informací, omezením jejich paměťových schopností. Nedávný průlom v teoretické fyzice však může nabízet řešení. Výzkumníci pod vedením Rahul Nandkishore, asociálního profesora fyziky na Univerzitě v Boulderu, objevili způsob, jak vytvořit situaci, ve které zůstává informace organizovaná, podobně jako šálek kávy s mlékem, které se nikdy úplně nesmíchá.
Pomocí matematických nástrojů si tým představil šachovnicový vzor teoretických cubitů a zjistil, že pokud tyto vzory uspořádají určitým způsobem, informace může proudit po čipu, aniž by úplně zmizela. Tento průlom otevírá dveře novým možnostem v kvantovém výpočetnictví a poskytuje inženýrům potenciální pokroky při ukládání informací v neuvěřitelně malých objektech.
Zatím je stále potřeba experimentální ověření, ale tento objev představuje významný krok vpřed při dosažení „lámaní ergodicit“ (ergodicity breaking), které si klade za cíl vytvořit materiály, které odporují rovnováze po delší dobu. Studie byla publikována v časopise „Physical Review Letters“.
Kvantové výpočty čelí problému cubitů, které se snadno zamíchají, což nakonec vede ke chaotické dezorganizaci. Nicméně tým Nandkishorea mohl objevit řešení tohoto problému. Pečlivým uspořádáním cubitů je možné uchovat informace i při rušení, jako jsou magnetická pole. Tento průlom naznačuje možnost vytvoření zařízení s formou kvantové paměti, kde se informace mohou ukládat bez degradace.
Výzkumníci použili matematické modelování, abychom si představili soubor cubitů uspořádaných do šachovnicového vzoru. Uspořádáním cubitů jejich chování ovlivňuje sousedící cubity, jako připomínka skupiny lidí na stísněném prostoru. Tým vypočetl, že manipulací s těmito vzory mohou informace proudit bez degradace, podobně jako víření smetany v šálek kávy.
Mimo oblast kvantového výpočetnictví mají tato zjištění dopady na porozumění různým jevům ve vesmíru. Většina objektů má tendenci pohybovat se směrem k tepelné rovnováze, ale tato studie přispívá k narůstajícímu množství důkazů o tom, že určitá uspořádání látek se mohou tomuto tendenci bránit a vyzyvají naše poznání základních zákonů, které řídí vesmír.
Nandkishore poznamenává, že zatímco statistická fyzika byla úspěšná při popisu mnoha každodenních jevů, existují prostředí, ve kterých se nemusí aplikovat. Tento průlom v kvantové paměti nás přibližuje odemknutí potenciálu kvantového výpočetnictví a rozšiřuje naše porozumění fascinujícím vlastnostem vesmíru.
FAQ Sekce:
1. Jaký je nedávný průlom v teoretické fyzice související s kvantovými počítačovými čipy?
Výzkumníci pod vedením Rahula Nandkishoreho objevili způsob, jak uspořádat teoretické cubity tak, aby informace mohla proudit, aniž by úplně zmizela. Tento průlom řeší problém zamíchávání informací a rozšiřuje paměťové schopnosti kvantových počítačových čipů.
2. Jak výzkumníci dosáhli organizovaného toku informací v kvantových počítačových čipech?
Výzkumníci použili matematické nástroje k vizualizaci šachovnicového vzoru teoretických cubitů. Uspořádáním těchto vzorů specifickým způsobem zjistili, že informace může proudit po čipu, aniž by úplně zmizela. Toto uspořádání umožňuje cubitům uchovávat informace i při rušení, jako jsou magnetická pole.
3. Jaké jsou potenciální dopady tohoto průlomu v kvantovém výpočetnictví?
Tento průlom může vést ke pokrokům při ukládání informací v neuvěřitelně malých objektech a poskytuje inženýrům nové možnosti v kvantovém výpočetnictví. Naznačuje možnost vytvoření zařízení s formou kvantové paměti, kde je možné ukládat informace bez degradace.
4. Jak výzkumníci manipulovali vzory cubitů?
Výzkumníci uspořádali cubity do šachovnicového vzoru. Manipulací s těmito vzory ovlivnili chování sousedících cubitů, což umožnilo tok informací bez degradace. Toto chování je podobné víření smetany v šále kávy.
5. Jak tento průlom ovlivňuje naše porozumění základním zákonům, které řídí vesmír?
Zjištění mají dopady i mimo kvantové výpočetnictví, protože vyzyvají naše porozumění základním zákonům, které řídí vesmír. Většina objektů má tendenci směřovat k tepelné rovnováze, ale tento výzkum naznačuje, že určité uspořádání látek se může tomuto tendenci bránit. Tím přispívá ke stále narůstajícímu množství důkazů, které vyzývají naše poznání vlastností vesmíru.
Definice:
– Lámaní ergodicity: Koncept v fyzice, který si klade za cíl vytvořit materiály, které odporují rovnováze po delší dobu.
Navrhované související odkazy:
– Oddělení fyziky na Univerzitě v Boulderu
The source of the article is from the blog kunsthuisoaleer.nl