Key takeaways
- Forskere sier at bruk av todimensjonale materialer kan føre til raskere datamaskiner.
- Oppdagelsen kan være en del av en kommende revolusjon på feltet som inkluderer kvantedatamaskiner.
- Honeywell kunngjorde nylig at de hadde satt en ny rekord for kvantevolum, et mål på total ytelse.
Nylige fremskritt innen fysikk kan bety betydelig raskere datamaskiner som fører til en revolusjon innen alt fra legemiddeloppdagelse til forståelse av klimaendringers effekter, sier eksperter.
Forskere har oppdaget og kartlagt elektroniske spinn i en ny type transistor. Denne forskningen kan føre til raskere datamaskiner som utnytter elektronenes naturlige magnetisme i stedet for bare ladningen. Oppdagelsen kan være en del av en kommende revolusjon på feltet som inkluderer kvantedatamaskiner.
"Kvantedatamaskiner behandler informasjon på en fundament alt annen måte enn klassiske datamaskiner, noe som gjør dem i stand til å løse problemer som er praktisk t alt uløselige med dagens klassiske datamaskiner," John Levy, medgründer og administrerende direktør i kvantedatabedriftsfirmaet Seeqc, sa i et e-postintervju.
"For eksempel, i et eksperiment utført av Google og NASA, ble resultatene fra en spesifikk kvanteapplikasjon generert på et lite antall minutter sammenlignet med de estimerte 10 000 årene det ville ta den kraftigste superdatamaskinen i verden."
Todimensjonale materialer
I en nylig oppdagelse undersøkte forskere et nytt område k alt spintronikk, som bruker elektronenes spinn til å utføre beregninger. Nåværende elektronikk bruker elektronladningen til å gjøre beregninger. Men det har vist seg vanskelig å overvåke spinnene til elektroner.
Et team ledet av avdelingen for materialvitenskap ved University of Tsukuba hevder å ha brukt elektronspinnresonans (ESR) for å overvåke antall og plassering av uparrede spinn som beveger seg gjennom en molybdendisulfidtransistor. ESR bruker det samme fysiske prinsippet som MR-maskinene som lager medisinske bilder.
"Tenk deg å bygge et kvantedataprogram som er tilstrekkelig til å simulere sikkerheten og effekten av kliniske legemiddelutprøvinger - uten noen gang å teste dem på en ekte person."
For å måle transistoren, måtte enheten avkjøles til bare 4 grader over absolutt null. "ESR-signalene ble målt samtidig med avløps- og portstrømmene," sa professor Kazuhiro Marumoto, medforfatter av studien, i en pressemelding.
En forbindelse k alt molybdendisulfid ble brukt fordi atomene danner en nesten flat todimensjonal (2D) struktur. "Teoretiske beregninger identifiserte ytterligere opprinnelsen til spinnene," sa professor Małgorzata Wierzbowska, en annen medforfatter, i pressemeldingen.
fremskritt innen kvanteberegning
Quantum computing er et annet område innen databehandling som er i rask utvikling. Honeywell kunngjorde nylig at de hadde satt en ny rekord for kvantevolum, et mål på total ytelse.
"Denne høye ytelsen, kombinert med lav feil mellomkretsmåling, gir unike muligheter som kvantealgoritmeutviklere kan innovere med," sa selskapet i utgivelsen.
Mens klassiske datamaskiner er avhengige av binære biter (enere eller nuller), behandler kvantedatamaskiner informasjon via qubits, som på grunn av kvantemekanikk kan eksistere enten som én eller null eller begge deler samtidig som eksponentielt øker prosessorkraften, Levy sa.
Quantum-datamaskiner kan kjøre en rekke betydelige vitenskapelige og forretningsmessige problemapplikasjoner som tidligere ble antatt å være umulige, sa Levy. De vanlige hastighetsmålene som megahertz gjelder ikke for kvanteberegning.
Den viktige delen med kvantedatamaskiner handler ikke om hastighet på den måten vi tenker på hastighet med tradisjonelle datamaskiner. "Faktisk opererer disse enhetene ofte med mye høyere hastigheter enn kvantedatamaskiner," sa Levy.
"Poenget er at kvantedatamaskiner kan kjøre en rekke viktige vitenskapelige og forretningsmessige problemapplikasjoner som tidligere ble antatt å være umulige."
Hvis kvantedatamaskiner noen gang blir praktiske, er måtene teknologien kan påvirke enkeltpersoners liv på gjennom forskning og oppdagelser uendelige, sa Levy.
"Tenk deg å bygge en kvantedatamaskinapplikasjon som er tilstrekkelig til å simulere sikkerheten og effekten av kliniske legemiddelutprøvinger - uten noen gang å teste dem på en ekte person," sa han.
"Eller til og med et kvantedataprogram som kan simulere hele økosystemmodeller, og hjelpe oss bedre å håndtere og bekjempe effektene av klimaendringer."
Kvantedatamaskiner i tidlig stadium finnes allerede, men forskere sliter med å finne en praktisk bruk for dem. Levy sa at Seeqc planlegger å levere innen tre år en kvantearkitektur som er bygget rundt problemer i den virkelige verden og har evnen til å skalere for å møte behovene til virksomheter.«
Quantum-datamaskiner vil ikke være tilgjengelige for den gjennomsnittlige brukeren på flere år, sa Levy. "Men forretningsapplikasjonene for teknologien gjør seg allerede synlige i dataintensive bransjer som farmasøytisk utvikling, logistikkoptimalisering og kvantekjemi," la han til.
