ავსტრალიელმა მეცნიერებმა შექმნეს მსოფლიოში პირველი კვანტური კომპიუტერული წრე – წრე, რომელიც შეიცავს კლასიკური კომპიუტერული ჩიპის ყველა ძირითად კომპონენტს, მაგრამ კვანტური მასშტაბით. საეტაპო აღმოჩენა, რომელიც გუშინ ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნდა, ცხრა წელი გაგრძელდა.
"ეს არის საინტერესო აღმოჩენა ჩემს კარიერაში", - განუცხადა ScienceAlert-ს უფროსმა ავტორმა და კვანტურმა ფიზიკოსმა მიშელ სიმონსმა, Silicon Quantum Computing-ის დამფუძნებელმა და UNSW-ის კვანტური გამოთვლისა და საკომუნიკაციო ტექნოლოგიების ბრწყინვალების ცენტრის დირექტორმა.
სიმონსმა და მისმა გუნდმა არა მხოლოდ შექმნეს ის, რაც არსებითად ფუნქციონალური კვანტური პროცესორია, მათ ასევე წარმატებით გამოსცადეს ის პატარა მოლეკულის სიმულაციის გზით, რომელშიც თითოეულ ატომს აქვს მრავალი კვანტური მდგომარეობა, რასაც ტრადიციული კომპიუტერი ებრძვის.
ეს იმაზე მეტყველებს, რომ ჩვენ ახლა ერთი ნაბიჯით მივუახლოვდით კვანტური დამუშავების ძალას, რათა უკეთ გავიგოთ ჩვენს გარშემო არსებული სამყარო, თუნდაც ყველაზე მცირე მასშტაბით.
„1950-იან წლებში რიჩარდ ფეინმანმა თქვა, რომ ჩვენ ვერასოდეს გავიგებთ, როგორ მუშაობს სამყარო - როგორ მუშაობს ბუნება - თუ არ დავიწყებთ ამის გაკეთებას იმავე მასშტაბით“, - განუცხადა სიმონსმა ScienceAlert-ს. „თუ ჩვენ დავიწყებთ მასალების გაგებას ამ დონეზე, ჩვენ შეგვიძლია შევქმნათ ისეთი რამ, რაც აქამდე არასდროს ყოფილა შექმნილი. საკითხავია, როგორ გავაკონტროლოთ ბუნება ამ დონეზე?”.
კვანტური გამოთვლის სფეროში ნახტომის გასაკეთებლად, მკვლევარებმა გამოიყენეს სკანირების გვირაბის მიკროსკოპი ულტრამაღალ ვაკუუმში, რათა მოათავსონ კვანტური წერტილები სუბნანომეტრის სიზუსტით. თითოეული კვანტური წერტილის მდებარეობა უნდა იყოს სწორი, რათა სქემამ შეძლოს მიბაძოს ელექტრონების მოძრაობა ნახშირბადის მწკრივის გასწვრივ პოლიაცეტილენის მოლეკულაში ერთი ან ორი ბმით.
ყველაზე რთული იყო იმის გარკვევა, თუ რამდენი ფოსფორის ატომ უნდა იყოს თითოეულ კვანტურ წერტილში, ზუსტი მანძილი თითოეულ წერტილს შორის და შემდეგ შეგექმნათ მანქანა, რომელსაც შეეძლო პაწაწინა წერტილების ზუსტი თანმიმდევრობით მოთავსება სილიკონის ჩიპში. თუ კვანტური წერტილები ძალიან დიდია, ორ წერტილს შორის ურთიერთქმედება ხდება „ზედმეტად დიდი ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად გასაკონტროლებლად“, ამბობენ მკვლევარები.
ასევე საინტერესოა:
- IBM-მა გამოაცხადა 4000 კუბიტიანი კვანტური პროცესორის შექმნის გეგმები
- მკვლევარებმა კვანტური დაშიფრული კომუნიკაციის მსოფლიო რეკორდი მოხსნა
პოლიაცეტილენი შეირჩა, რადგან ის ცნობილი მოდელია და, შესაბამისად, შეიძლება გამოყენებულ იქნას იმის დასამტკიცებლად, რომ კომპიუტერი სწორად აყალიბებს ელექტრონების მოძრაობას მოლეკულაში.
იმის გამო, რომ მეცნიერებს ამჟამად შეზღუდული აქვთ იმის გაგება, თუ როგორ ფუნქციონირებენ მოლეკულები ატომური მასშტაბით, არსებობს მრავალი ვარაუდი, რომელიც დაკავშირებულია ახალი მასალების შექმნაში. „ერთ-ერთი წმინდა გრაალი ყოველთვის ამზადებდა მაღალტემპერატურულ ზეგამტარებს“, ამბობს სიმონსი. კვანტური გამოთვლის კიდევ ერთი პოტენციური გამოყენება არის ხელოვნური ფოტოსინთეზის შესწავლა და როგორ გარდაიქმნება სინათლე ქიმიურ ენერგიად ორგანული ჯაჭვური რეაქციების მეშვეობით.
კიდევ ერთი დიდი პრობლემა, რომლის გადაჭრაც კვანტურ კომპიუტერებს შეუძლიათ, არის სასუქების შექმნა. აზოტის სამმაგი ბმები ამჟამად იშლება მაღალი ტემპერატურისა და წნევის პირობებში რკინის კატალიზატორის თანდასწრებით, რათა შეიქმნას ფიქსირებული აზოტი სასუქისთვის. სხვა კატალიზატორის პოვნა, რომელსაც შეუძლია სასუქი უფრო ეფექტური გახადოს, დაზოგავს დიდ ფულს და ენერგიას.
თქვენ შეგიძლიათ დაეხმაროთ უკრაინას რუსი დამპყრობლების წინააღმდეგ ბრძოლაში. ამის საუკეთესო გზაა უკრაინის შეიარაღებული ძალებისთვის თანხების შემოწირულობა Savelife ან ოფიციალური გვერდის საშუალებით NBU.
ასევე წაიკითხეთ:
- ავსტრალიაში მსოფლიოში პირველი გაუცივებელი კვანტური კომპიუტერი დამონტაჟდა
- მეცნიერებმა იპოვეს ფარდობითობის თეორიისა და კვანტური მექანიკის შერწყმის გზა