Ավստրալացի գիտնականները ստեղծել են աշխարհում առաջին քվանտային համակարգչային շղթան՝ մի շղթա, որը պարունակում է դասական համակարգչային չիպի բոլոր հիմնական բաղադրիչները, բայց քվանտային մասշտաբով: Նախօրեին Nature ամսագրում հրապարակված ուղենիշային հայտնագործությունը պատրաստվում էր ինը տարի:
«Սա հետաքրքիր հայտնագործություն է իմ կարիերայում»,- ScienceAlert-ին ասել է ավագ հեղինակ և քվանտային ֆիզիկոս Միշել Սիմոնսը, Silicon Quantum Computing-ի հիմնադիրը և UNSW-ի քվանտային հաշվարկների և հաղորդակցման տեխնոլոգիաների գերազանցության կենտրոնի տնօրենը:
Սիմոնսն ու նրա թիմը ոչ միայն ստեղծել են այն, ինչ ըստ էության ֆունկցիոնալ քվանտային պրոցեսոր է, նրանք նաև հաջողությամբ փորձարկել են այն՝ մոդելավորելով մի փոքր մոլեկուլ, որտեղ յուրաքանչյուր ատոմ ունի բազմաթիվ քվանտային վիճակներ.
Սա ենթադրում է, որ մենք այժմ մեկ քայլ ավելի մոտ ենք քվանտային մշակման ուժը վերջապես օգտագործելուն՝ մեզ շրջապատող աշխարհն ավելի լավ հասկանալու համար, նույնիսկ ամենափոքր մասշտաբով:
«1950-ականներին Ռիչարդ Ֆեյնմանը ասաց, որ մենք երբեք չենք հասկանա, թե ինչպես է աշխատում աշխարհը, ինչպես է գործում բնությունը, քանի դեռ չենք կարող դա անել նույն մասշտաբով», - ասաց Սիմոնսը ScienceAlert-ին: «Եթե մենք կարողանանք սկսել հասկանալ նյութերը այս մակարդակում, մենք կարող ենք ստեղծել այնպիսի բաներ, որոնք նախկինում երբեք չեն ստեղծվել: Հարցն այն է, թե ինչպես իրականում վերահսկել բնությունը այս մակարդակում»:
Քվանտային հաշվարկների ոլորտում թռիչք կատարելու համար հետազոտողները օգտագործել են սկանավորող թունելային մանրադիտակ գերբարձր վակուումում՝ ենթանանոմետրային ճշգրտությամբ քվանտային կետեր տեղադրելու համար: Յուրաքանչյուր քվանտային կետի գտնվելու վայրը պետք է ճիշտ լինի, որպեսզի սխեման կարողանա նմանակել, թե ինչպես են էլեկտրոնները շարժվում ածխածինների շարքի երկայնքով պոլիացետիլենի մոլեկուլում մեկ կամ երկու կապերով:
Ամենադժվարը պարզելն էր, թե կոնկրետ քանի ֆոսֆորի ատոմ պետք է լինի յուրաքանչյուր քվանտային կետում, յուրաքանչյուր կետի միջև ճշգրիտ հեռավորությունը, այնուհետև սարքի նախագծումը, որը կարող է ճշգրիտ կարգով փոքրիկ կետերը տեղադրել սիլիկոնային չիպի ներսում: Եթե քվանտային կետերը չափազանց մեծ են, ապա երկու կետերի միջև փոխազդեցությունը դառնում է «չափազանց մեծ՝ միմյանցից անկախ կառավարելու համար», ասում են հետազոտողները:
Հետաքրքիր է նաև.
- IBM-ը հայտարարել է 4000 կուբիթանոց քվանտային պրոցեսոր ստեղծելու մտադրության մասին
- Գիտնականները գերազանցել են քվանտային կոդավորված հաղորդակցության համաշխարհային ռեկորդը
Ընտրվել է պոլիացետիլենը, քանի որ այն հայտնի մոդել է և, հետևաբար, կարող է օգտագործվել ապացուցելու համար, որ համակարգիչը ճիշտ է մոդելավորում էլեկտրոնների շարժումը մոլեկուլով:
Քանի որ ներկայումս գիտնականները սահմանափակ պատկերացում ունեն, թե ինչպես են մոլեկուլները գործում ատոմային մասշտաբով, կան բազմաթիվ ենթադրություններ, որոնք կապված են նոր նյութերի ստեղծման հետ: «Սուրբ գրալներից մեկը միշտ բարձր ջերմաստիճանի գերհաղորդիչներ է պատրաստել»,- ասում է Սիմոնսը։ Քվանտային հաշվարկների մեկ այլ պոտենցիալ կիրառություն արհեստական ֆոտոսինթեզի ուսումնասիրությունն է և այն, թե ինչպես է լույսը վերածվում քիմիական էներգիայի օրգանական շղթայական ռեակցիաների միջոցով:
Մեկ այլ մեծ խնդիր, որը կարող են լուծել քվանտային համակարգիչները, պարարտանյութերի ստեղծումն է։ Ազոտի եռակի կապերը ներկայումս քայքայվում են բարձր ջերմաստիճանի և ճնշման պայմաններում երկաթի կատալիզատորի առկայության դեպքում՝ պարարտանյութի համար ֆիքսված ազոտ ստեղծելու համար: Մեկ այլ կատալիզատոր գտնելը, որը կարող է պարարտանյութն ավելի արդյունավետ դարձնել, կարող է մեծ գումար և էներգիա խնայել:
Դուք կարող եք օգնել Ուկրաինային պայքարել ռուս զավթիչների դեմ։ Դա անելու լավագույն միջոցը Ուկրաինայի զինված ուժերին միջոցների նվիրաբերումն է Savelife կամ պաշտոնական էջի միջոցով NBU.
Կարդացեք նաև.
- Ավստրալիայում տեղադրվել է աշխարհում առաջին չսառեցված քվանտային համակարգիչը
- Գիտնականները գտել են հարաբերականության տեսությունն ու քվանտային մեխանիկա համատեղելու միջոց