Австралиските научници го создадоа првото квантно компјутерско коло во светот кое ги содржи сите суштински компоненти пронајдени на класичен компјутерски чип, но на квантно ниво.
Ова значајно научно достигнување, објавено во списанието Nature, траеше девет години.
Ова е највозбудливото откритие во мојата кариера, изјави за ScienceAlert постариот автор и квантен физичар Мишел Симонс, основач на Silicon Quantum Computing и директор на Центарот за извонредност за квантно пресметување и комуникациска технологија на UNSW.
Не само што Симонс и нејзиниот тим го создадоа она што во суштина е функционален квантен процесор, туку и успешно го тестираа со моделирање на мала молекула во која секој атом има повеќе квантни состојби, нешто што традиционалниот компјутер тешко може да го постигне.
Ова сугерира дека сега сме еден чекор поблиску до крајната употреба на моќта на квантната обработка на податоци, за да разбереме повеќе за светот околу нас, дури и на најмало ниво.
-Во 1950-тите, Ричард Фајнман рече дека никогаш нема да разбереме како функционира светот, како функционира природата, освен ако не можеме да започнеме да го создаваме во истиот редослед на големина. Ако можеме да почнеме да ги разбираме материјалите на тоа ниво, можеме да дизајнираме работи што никогаш претходно не биле направени. Прашањето е: како всушност да се контролира природата на тоа ниво?, изјави Симонс за ScienceAlert.
Најновото достигнување на австралиските научници го следи создавањето на првиот квантен транзистор во историјата во 2012 година.
Откривање на загадочните делови
За да го направат овој скок во квантното пресметување, истражувачите користеа ултра-висок вакуумски скенирачки микроскоп за тунелирање за да ги постават квантните точки со прецизност под еден нанометар. Поставувањето на секоја квантна точка мора да биде прецизно за да може колото да имитира како електроните скокаат по низа единечни и двојни јаглеродни врски во молекула на полиацетилен.
Требаше да се дешифрираат најпребирливите делови: точно колку атоми на фосфор треба да има во секоја квантна точка, точно колку треба да биде секоја точка, а потоа да се направи машина што ќе може да ги постави ситните точки во точно правилен распоред во внатрешноста на силиконскиот чип.
Ако квантните точки се преголеми, интеракцијата помеѓу двете точки станува преголема за да може да се контролираат независно, велат австралиските научници во студијата. Ако точките се премногу мали, ова воведува случајност бидејќи секој дополнителен атом на фосфор може значително да ја промени количината на енергија потребна за да се додаде уште еден електрон на точката.
Конечниот квантен чип содржел 10 квантни точки, од кои секоја се состоеше од мал број атоми на фосфор. Двојните јаглеродни врски беа симулирани со поставување на помало растојание помеѓу квантните точки од единечните јаглеродни врски.
Полиацетилен е избран затоа што е добро познат модел и затоа може да се користи за да се докаже дека компјутер правилно го симулирал движењето на електроните низ молекулата.
Потребни се квантни компјутери бидејќи класичните компјутери не можат да моделираат големи молекули; тие се едноставно премногу сложени.
На пример, за да се создаде симулација на молекула на пеницилин со 41 атом, на класичниот компјутер му требаат 10^86 транзистори, што е „повеќе транзистори отколку што има атоми во видливиот универзум“. За квантен компјутер би бил потребен само процесор со 286 кјубити (квантни битови).
Бидејќи научниците моментално имаат ограничена видливост за тоа како функционираат молекулите на атомска скала, има многу шпекулации за создавање на нови материјали.
Еден од светите грали отсекогаш бил правењето суперпроводник со висока температура. Луѓето едноставно не го знаат механизмот како тоа функционира, вели Симонс.
Друга потенцијална примена на квантното пресметување е проучувањето на вештачката фотосинтеза и начинот на кој светлината се претвора во хемиска енергија преку органски синџир на реакции.
Друг голем проблем што квантните компјутери би можеле да помогнат во решавањето е создавањето ѓубрива. Тројните азотни врски моментално се кршат под услови на висока температура и притисок во присуство на железен катализатор за да се создаде фиксен азот за ѓубривото. Пронаоѓањето на друг катализатор што може да го направи ѓубривото поефикасно може да заштеди многу пари и енергија.
Симонс вели дека достигнувањето на префрлување од квантен транзистор на коло за само девет години го покажува патоказот кои го поставија пронаоѓачите на класичните компјутери.
Првиот класичен компјутерски транзистор бил создаден во 1947 година. Првото интегрирано коло било изградено во 1958 година. Овие два пронајдоци имале разлика од 11 години. Тимот на Симонс го направи тој скок две години пред предвиденото.
