Problemy z pomieszaniem informacji długo utrudniały rozwój układów kwantowych komputerów, co ograniczało ich możliwości pamięci. Jednak niedawne przełomowe odkrycie w fizyce teoretycznej może stanowić rozwiązanie tego problemu. Badacze pod kierownictwem Rahula Nandkishore’a, profesora fizyki na Uniwersytecie Kolorado w Boulder, odkryli sposób tworzenia scenariusza, w którym informacja pozostaje zorganizowana, podobnie jak kawa z mlekiem, która nigdy całkowicie się nie miesza.
Korzystając z narzędzi matematycznych, zespół wyobraził sobie wzorzec teoretycznych kubitów układanych na szachownicy i stwierdził, że poprzez ułożenie tych wzorców w konkretny sposób, informacja może przepływać po układzie bez całkowitego znika. Ten przełom otwiera drzwi do nowych możliwości w obliczeniach kwantowych, dając inżynierom potencjalne postępy w przechowywaniu informacji w niewiarygodnie małych obiektach.
Chociaż konieczne są dalsze eksperymentalne potwierdzenia, to odkrycie stanowi znaczący krok naprzód w dążeniu do „łamania ergodyczności”, które ma na celu stworzenie materiałów, które przez długi czas unikają stanu równowagi. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „Physical Review Letters”.
Komputery kwantowe stoją przed wyzwaniem, że kubity łatwo się pomieszają, co prowadzi do chaotycznego nieuporządkowania. Jednak zespół Nandkishore’a może znaleźć rozwiązanie tego problemu. Poprzez staranne ułożenie kubitów możliwe jest zachowanie informacji nawet pod wpływem zaburzeń, takich jak pola magnetyczne. Ten przełom sugeruje możliwość budowania urządzeń z rodzajem pamięci kwantowej, w której informacje mogą być przechowywane bez degradacji.
Badacze wykorzystali modelowanie matematyczne, aby wyobrazić sobie macierz kubitów ułożonych w wzór przypominający szachownicę. Poprzez zwartą aranżację kubitów, ich zachowanie wpływa na sąsiednie kubity, przypominające tłum ludzi na ciasnym miejscu. Zespół obliczył, że manipulując tymi wzorcami, informacje mogą przepływać bez degradacji, podobnie jak wirujące mleczko w filiżance kawy.
Poza dziedziną obliczeń kwantowych, te odkrycia mają implikacje dla zrozumienia różnych zjawisk we wszechświecie. Większość obiektów ma tendencję do dążenia do równowagi termicznej, ale ta praca dodaje się do rosnącego zbioru dowodów, że pewne układy materii mogą zapobiegać tym tendencjom, co kwestionuje nasze zrozumienie podstawowych praw rządzących wszechświatem.
Nandkishore zaznacza, że chociaż fizyka statystyczna skutecznie opisuje wiele codziennych zjawisk, jest ona niewłaściwa w niektórych przypadkach. Ten przełom w pamięci kwantowej zbliża nas do odblokowania potencjału obliczeń kwantowych i poszerzenia naszego zrozumienia intrygujących właściwości wszechświata.
Sekcja FAQ:
1. Jaki jest ostatni przełom w fizyce teoretycznej związany z układami kwantowych komputerów?
Badacze pod kierownictwem Rahula Nandkishore’a odkryli sposób ułożenia teoretycznych kubitów w konkretny sposób, umożliwiający przepływ informacji bez całkowitego zniknięcia. Ten przełom rozwiązuje problem mieszania się informacji i rozszerza możliwości pamięci układów kwantowych.
2. Jak badacze osiągnęli zorganizowany przepływ informacji w układach kwantowych komputerów?
Badacze użyli narzędzi matematycznych, aby wyobrazić sobie wzorzec teoretycznych kubitów na szachownicy. Poprzez ułożenie tych wzorców w konkretny sposób, stwierdzili, że informacja może przepływać po układzie bez całkowitego zniknięcia. Taka aranżacja pozwala kubitom zachowywać informacje nawet pod wpływem zaburzeń, takich jak pola magnetyczne.
3. Jakie są potencjalne implikacje tego przełomu w obliczeniach kwantowych?
Ten przełom może prowadzić do postępów w przechowywaniu informacji w niewiarygodnie małych obiektach, dając inżynierom nowe możliwości w obliczeniach kwantowych. Sugeruje to możliwość budowy urządzeń o formie pamięci kwantowej, w której informacje mogą być przechowywane bez degradacji.
4. Jak badacze manipulowali wzorcami kubitów?
Badacze zwarto ułożyli kubity w wzór przypominający szachownicę. Manipulując tymi wzorcami, ich zachowanie miało wpływ na sąsiednie kubity, umożliwiając przepływ informacji bez degradacji. To zachowanie przypomina wirujące mleczko w filiżance kawy.
5. Jak ten przełom wpływa na nasze zrozumienie podstawowych praw rządzących wszechświatem?
Te wyniki mają implikacje poza obliczeniami kwantowymi, ponieważ kwestionują nasze zrozumienie podstawowych praw rządzących wszechświatem. Większość obiektów ma tendencję do dążenia do równowagi termicznej, ale badania sugerują, że pewne układy materii mogą się temu opierać. To dodaje się do rosnącego zbioru dowodów, które kwestionują nasze zrozumienie właściwości wszechświata.
Definicje:
– Łamanie ergodyczności: Koncepcja w fizyce, która ma na celu stworzenie materiałów, które unikają równowagi przez długi czas.
Sugerowane powiązane linki:
– Wydział Fizyki Uniwersytetu Kolorado w Boulder
The source of the article is from the blog guambia.com.uy