Key takeaways
- Forskere sier de har tatt enda et skritt mot å bygge en ny type datamaskin som bruker kvantebiter eller qubits.
- Kvantedatamaskinen ville bli konstruert ved å spraye elektroner fra en lyspæres glødetråd.
-
Eksperter sier at den nye teknikken er lovende, men det er mye arbeid som må gjøres før kvantedatamaskiner er klare for skrivebordet ditt.
En enkel lyspære kan være nøkkelen til å gjøre praktiske kvantedatamaskiner til virkelighet, og åpner muligheten for mye kraftigere i et e-postintervju med Lifewire.
"Det kan legge grunnlaget for en virkelig rimelig distribusjon av funksjonelle kvanteprosessorer til en rekke dataenheter som fører til neste generasjon potensielt ubegrensede dataprosessorer," la han til.
Better Bits
Quantum-datamaskiner har løftet om å revolusjonere databehandling. I motsetning til vanlig binær databehandling, legger qubits til en tredje enhet med informasjon til databehandlingsprosessen – i stedet for 1-0 – og det er 1-0-1/0, fort alte TackleAI-sjef Sergio Suarez, Jr. til Lifewire via e-post. Tillegget til den tredje enheten, den samtidige 1 og 0, kalles superposisjon, noe som betyr at den er både 0 og 1 og alle punkter i mellom.
"Denne superposisjonen av qubits lar kvantedatamaskiner arbeide med en million beregninger samtidig og gjør kvantedatabehandling eksponentielt raskere og kraftigere enn en tradisjonell datamaskin," sa Suarez, Jr.
Argonne-teamet fokuserte på å bruke et enkelt elektron som en qubit. Oppvarming av en lyspære glødetråd avgir en strøm av elektroner, men qubits er svært følsomme for forstyrrelser fra omgivelsene. For å omgå dette problemet fanget forskerne et elektron på en ultraren solid neonoverflate i et vakuum.
"Med denne plattformen oppnådde vi, for første gang noensinne, sterk kobling mellom et enkelt elektron i et nærvakuummiljø og et enkelt mikrobølgefoton i resonatoren," Xianjing Zhou, den første forfatteren av artikkelen, sa i en pressemelding. "Dette åpner for muligheten til å bruke mikrobølgefotoner til å kontrollere hver elektron-qubit og koble mange av dem i en kvanteprosessor."
Scott Buchholz, den nye teknologilederen og teknisk sjef for Government & Public Services i Deloitte Consulting, fort alte Lifewire i en e-post at de fleste tilnærmingene til å lage qubits er basert på bruk av individuelle atomer eller fotoner, mens Argonne jobber på et system som bruker elektroner.
"Det er mer enn et halvt dusin forskjellige tilnærminger som organisasjoner utforsker for å lage qubits, hver med sine egne fordeler, ulemper og hensyn," sa Buchholz. "For eksempel kan noen av tilnærmingene muliggjøre raskere qubit til qubit-tilkoblinger, men er mer utsatt for støy og feil."
Raskere prosessorer
I kvanteberegning er qubit konseptet som, i motsetning til en tradisjonell bit, kan være både en 0 og en 1 på samme tid ved å måle det som kalles spinn, forklarte Nizich. Denne prosessen har vært ekstremt vanskelig å måle og kontrollere, "men muligheten for denne potensielt ubegrensede tilstanden betyr en fullstendig nytenkning av den tradisjonelle modellen," la han til.
Bedrifter inkludert IBM og Google har eksisterende systemer med opptil 100 qubits prosessorkraft. Men, sa Nizich, tilnærmingene til disse teknologigigantene er kanskje ikke lett overførbare til fremtidens håp om å ha kvanteprosessorer i telefoner, bærbare datamaskiner, biler og til og med husholdningsapparater.
"Dette er grunnen til at Argonnes funn er så viktige ettersom de kan ha nøkkelen til at denne teknologien blir mer tilgjengelig for et større utvalg av forskere, og [derved] føre til flere funn," sa Nizich. "Det kan også bety at produksjon av kvanteprosessorer i stor skala kan være mulig i fremtiden."
Til tross for de optimistiske resultatene fra Argonne-forskere, advarer eksperter om at praktiske kvantedatamaskiner fortsatt ikke er klare til å lande på skrivebordet ditt. Benjamin Bloom, grunnlegger av kvantedatabedriften Atom Computing, påpekte til Lifewire i en e-post at den største utfordringen med å bygge en kvantedatamaskin er å skalere qubit-systemet for å nå de hundretusener til millioner qubits som sannsynligvis er nødvendige for å bygge et nyttig kvante. datamaskin.
Mark Mattingley-Scott, administrerende direktør for kvantedatabedriften Quantum Brilliance, sa via e-post at den nye teknologien vil akselerere arbeidet med å lage skybaserte kvantedatamaskiner med høy ytelse. Men, la han til, det gjenstår utfordringer med å gjøre prosessen liten nok til å passe inn i hverdagslige datamaskiner.
"Det er en lang vei å gå før solide neon-qubits er tilgjengelig på et akseleratorkort i PC-en din," sa han.
