Kvantni računalniški čipi so dolgo časa omejevali težave pri zmešavanju informacij, kar je omejevalo njihove spominske zmogljivosti. Vendar pa je nedavni napredek v teoretični fiziki morda našel rešitev. Raziskovalci pod vodstvom Rahula Nandkishoreja, izrednega profesorja fizike na univerzi v Boulderju, so odkrili način, kako ustvariti scenarij, v katerem informacije ostanejo organizirane, podobno kot skodelica kave s smetano, ki se nikoli popolnoma ne zmeša.
S pomočjo matematičnih orodij je ekipa predstavljala vzorec šahovnice teoretičnih kubitov in ugotovila, da lahko z razporeditvijo teh vzorcev na določen način informacija brez težav prehaja po čipu, nikoli pa v celoti ne izgine. Ta preboj odpira vrata novim možnostim v kvantnem računalništvu, ki inženirjem omogočajo potrebne napredke pri shranjevanju informacij v izjemno majhnih predmetih.
Čeprav je potrebna še eksperimentalna potrditev, to odkritje predstavlja pomemben korak naprej pri iskanju “razbijanja ergodičnosti”, kar si prizadeva ustvariti materiale, ki se ne spočijejo v ravnovesju za daljše časovno obdobje. Študija je bila objavljena v reviji “Physical Review Letters”.
Kvantna računalništvo se sooča s težavo, da se kubiti lahko zlahka zmešajo, kar na koncu povzroči kaotično dezorganizacijo. Vendar pa je Nandkishorjeva ekipa morda odkrila rešitev za to težavo. Z natančno razporeditvijo kubitov je možno ohranjati informacije, tudi ko se pojavijo motnje, kot so magnetna polja. Ta preboj kaže na možnost izgradnje naprav s obliko kvantnega spomina, v katerem se informacija lahko shranjuje brez poslabšanja.
Raziskovalci so uporabili matematično modeliranje, da bi si predstavljali mrežo kubitov, razporejenih v vzorec podoben šahovnici. Z zgoščenim razporeditvijo kubitov njihovo vedenje vpliva na sosednje kubite, kar spominja na množico ljudi na tesnem prostoru. Ekipa je izračunala, da lahko manipulacija s temi vzorci omogoči pretok informacij brez poslabšanja, podobno kot vrtinčenje smetane v skodelici kave.
Poleg kvantnega računalništva imajo ta spoznanja posledice za razumevanje različnih pojavov v vesolju. Večina objektov se običajno premika proti termičnemu ravnotežju, toda ta raziskava dodaja k naraščajočemu številu dokazov, da določene razporeditve snovi lahko preprečijo te tendence, kar izziva naše razumevanje temeljnih zakonov, ki usmerjajo vesolje.
Nandkishore poudarja, da čeprav je statistična fizika uspešna pri opisovanju mnogih vsakodnevnih pojavov, obstajajo nastavitve, v katerih morda ne velja. Ta preboj v kvantnem spominu nas približuje odklepanju potenciala kvantnega računalništva in razširjanju našega razumevanja zanimivih lastnosti vesolja.
Pogosta vprašanja:
1. Kakšen je nedavni preboj v teoretični fiziki, povezan s kvantnimi računalniškimi čipi?
Raziskovalci pod vodstvom Rahula Nandkishoreja so odkrili način, kako razporediti teoretične kubite na določen način, kar omogoča pretok informacij, ne da bi te popolnoma izginile. Ta preboj naslavlja težavo z zmešavanjem informacij in razširja spominske zmogljivosti kvantnih računalniških čipov.
2. Kako so raziskovalci dosegli organiziran pretok informacij v kvantnih računalniških čipih?
Raziskovalci so uporabili matematična orodja, da bi si predstavljali vzorec šahovnice teoretičnih kubitov. Z razporeditvijo teh vzorcev na določen način so ugotovili, da informacija lahko brez težav prehaja po čipu, ne da bi popolnoma izginila. Ta razporeditev omogoča kubitom, da ohranjajo informacije tudi ob motnjah, kot so magnetna polja.
3. Kakšne so potencialne posledice tega preboja v kvantnem računalništvu?
Ta preboj lahko privede do napredka pri shranjevanju informacij v izjemno majhnih predmetih in inženirjem ponuja nove možnosti v kvantnem računalništvu. Nakazuje možnost izgradnje naprav s svojevrstnim kvantnim spominom, kjer se informacija lahko shranjuje brez poslabšanja.
4. Kako so raziskovalci manipulirali vzorce kubitov?
Raziskovalci so gosto razporedili kubite v vzorec podoben šahovnici. Z manipulacijo teh vzorcev se je njihovo vedenje preneslo na sosednje kubite, kar omogoča pretok informacij brez poslabšanja. To vedenje je podobno vrtinčenju smetane v skodelici kave.
5. Kako ta preboj vpliva na naše razumevanje temeljnih zakonov, ki usmerjajo vesolje?
Ugotovitve imajo posledice onkraj kvantnega računalništva, saj izzivajo naše razumevanje temeljnih zakonov, ki usmerjajo vesolje. Večina objektov se običajno premika proti termičnemu ravnotežju, toda raziskava kaže, da določene razporeditve snovi lahko preprečijo te tendence. To dodaja nove dokaze, ki izzivajo naše razumevanje lastnosti vesolja.
Opredelitve:
– Razbijanje ergodičnosti: Koncept v fiziki, ki si prizadeva ustvariti materiale, ki se ne spočijejo v ravnovesju za daljše časovno obdobje.
Predlagane povezave:
– Oddelka za fiziko na univerzi Boulder v Coloradu
The source of the article is from the blog queerfeed.com.br