Kvantu datoru čipi jau sen kavē problēma ar informācijas sajaukšanos, kas ierobežo to atmiņas iespējas. Tomēr nesen izdarītais izlūkdators teorētiskajā fizikā varētu atrast risinājumu šai problēmai. Pētnieku grupa zinātniekiem, kuru vadītājs ir Fizikas fakultātes asociētais profesors Rahuls Nandkišors no Kolorādo Universitātes Boulder, ir atradusi veidu, kā izveidot situāciju, kur informācija paliek organizēta, līdzīgi kā krēmīgi kafijas krūzītei, kurā krējums nekad pilnībā nenosaka.
Izmantojot matemātisko instrumentāriju, komanda iedomājās teorētisko qubitu šaha dēla veidolu un konstatēja, ka, iekārtojot šos veidolus noteiktā veidā, informācija var plūst apkārt čipam, nemaz nepadziļinoties. Šis atklājums atver durvis jaunām iespējām kvantu datorikā, sniedzot inženieriem iespējas uzlabot informācijas uzglabāšanu neparasti mazos objektos.
Lai arī vēl ir nepieciešama eksperimentāla apstiprināšana, šis atklājums ir nozīmīgs solis uz priekšu “ergodicitātes pārkāpumā”, kas vēlas radīt materiālus, kas iztur līdzsvaru ilgāku laika posmu. Pētījumu publicēja žurnālā “Physical Review Letters”.
Kvantu datoriem ir sava grūtība – qubiti viegli sajaukas, galu galā radot haosu un nekārtību. Tomēr Nandkišora komanda varētu atrast risinājumu šim problēmai. Rūpīgi iekārtojot qubitus, ir iespējams saglabāt informāciju, pat ja parādās traucējumi, piemēram, magnētiskie lauki. Šis atklājums liecina par iespēju radīt ierīces ar kvantu atmiņu, kur informācija var tikt uzglabāta bez degradācijas.
Pētnieki lietoja matemātisku modelēšanu, lai iedomātos qubitu salikumu šaha dēla veidā. Kompakti sakārtojot qubitus, tos tuvējie qubiti ietekmē, līdzīgi cilvēku pūslim ciešā vietā. Komanda aprēķināja, ka, manipulējot šiem veidoliem, informācija var plūst bez nokrišņošanās, līdzīgi kā krēms plūst kafijas krūzē.
Šīs atklāsmes ārpus kvantu datorikas skarta visdažādāko parādību izpratni visā Visumā. Lielākā daļa objektu tendēs uz termisko līdzsvaru, bet šī pētījuma rezultāti liecina, ka noteiktas vielas sakārtojums var pretesties šiem tendēcijām, izaicinot mūsu izpratni par Visumu pārvaldošajām pamatlikumībām.
Nandkišors norāda, ka lai gan statistiskā fizika ir veiksmīgi aprakstījusi daudzas ikdienas parādības, tās var neattiekties uz visiem apstākļiem. Šis atklājums kvantu atmiņā sniedz mums iespēju tuvināties kvantu datorikas potenciālam atklāšanai un paplašināt mūsu sapratni par Visuma intriģējošajām īpašībām.
Bieži uzdotie jautājumi:
1. Kāds ir nesenais izlūkdators teorētiskajā fizikā, kas saistīts ar kvantu datoru čipiem?
Pētnieku grupa zinātniekiem, kuru vadītājs ir Rahuls Nandkišors, ir atradusi veidu, kā noteikti sakārtot teorētiskos qubitus, ļaujot informācijai plūst bez pilnīgas pazūdīšanas. Šis atklājums risina problēmu par informācijas sajaukšanos un paplašina kvantu datoru čipu atmiņas iespējas.
2. Kā pētnieki panāca organizētu informācijas plūsmu kvantu datoru čipos?
Pētnieki izmantoja matemātiskos instrumentus, lai iedomātos teorētisku qubitu šaha dēla veidolu. Savākšanai šos veidolus noteiktā veidā viņi konstatēja, ka informācija var plūst apkārt čipam bez pazūdīšanas. Šis sakārtojums ļauj qubitiem saglabāt informāciju pat tad, ja traucējumi, piemēram, magnētiskie lauki, ieviešas.
3. Kāda ir šī atklājuma potenciālā ietekme uz kvantu datoriku?
Šis atklājums var novest pie iespējām informācijas uzglabāšanai neparasti mazos objektos, sniedzot inženieriem jaunas iespējas kvantu datorikā. Tas liecina par iespēju radīt ierīces ar veida kvantu atmiņu, kur informācija var tikt uzglabāta bez degradācijas.
4. Kā pētnieki manipulēja qubitu uzvedības veidoliem?
Pētnieki kompakti sakārtoja qubitus šaha dēla veidolā. Šādā veidā manipulējot ar šiem veidoliem, viņu uzvedība ietekmēja tuvējos qubitus, ļaujot informācijai plūst bez degradācijas. Šāda uzvedība ir līdzīga kafijas krūzē plūstošam krēms.
5. Kā šis atklājums ietekmē mūsu izpratni par Visumu pārvaldošajām pamatlikumībām?
Šīs atklāsmes ietver pārejošas kvantu datorikas aspektos, jo tās izaicina mūsu izpratni par Visumu pārvaldošajām pamatlikumībām. Lielākā daļa objektu tendēs uz termisko līdzsvaru, bet pētījums liecina, ka noteiktas vielas sakārtojums var pretesties šai tendencei. Tas dod papildu pierādījumus tam, ka mūsu izpratnē par Visuma īpašībām pastāv izaicinājumi.
Definīcijas:
– Ergodicitātes pārkāpums: fizikas jēdziens, kas vēlas radīt materiālus, kas iztur līdzsvaru ilgāku laika posmu.
Iesakām saistītus saites:
– Kolorādo Universitātes Boulderis Fizikas fakultāte
The source of the article is from the blog regiozottegem.be