Kvanttietu osoitettu huoneenlämmössä

11.12.2020

Suurempi kuva

Kiinalaisten tutkijoiden rakentama optinen piirikokonaisuus on suorittanut kvanttilaskennan nimeltä "Gaussian boson sampling" (GBS) 100 biljoonaa kertaa nopeammin kuin supertietokone.Kiinalaisten-Boson-kvantti-laite-R-r-300-k-t.jpg

Tämän saavutuksen toteuttivat Jian-Wei Pan ja Chao-Yang Lu Kiinan tiede- ja teknologiayliopistossa Hefeissä kollegoineen.

Tutkijaryhmän kolmen neliömetrin kokoisella labrapöydällä olevalla optisella piirirakenteella on 100 tuloa ja 100 lähtöä, ja se käsittää 300 säteenjakajaa ja 75 peiliä, jotka on järjestetty satunnaisesti. Järjestelmä on täysin kytketty, joten fotoni missä tahansa tuloportissa voi ilmestyä mihin tahansa antoporttiin. Piirirakenteen kaikki komponentit toimivat huonelämpötilassa.

Laitteistolla kesti noin 200 sekuntia halutun laskennan tekemiseen, kun ryhmän arvion mukaan Kiinan nopeimmalla supertietokoneella Sunway TaihuLightilla laskennan tekeminen veisi 2,5 miljardia vuotta.

Kvanttitietotekniikkaa ajaa eteenpäin myös muunlaiset kehitystyöt. Esimerkiksi aiemmin tuntematon symmetria voi olla avain vankempiin kvanttijärjestelmiin.

Cambridgen yliopiston tutkijat ovat omaksikin yllätyksekseen löytäneet vankan kvanttijärjestelmän, jossa useat kubittiparit ovat lomittuneet vahvastakin kohinasta huolimatta.

Kiinalaisten-CAMBRIDGE-vankka-kvanttisymmetria-300-t.jpgHe ovat osoittaneet, että mikroskooppiset hiukkaset voivat pysyä luonnostaan linkittyneinä tai lomittuneina pitkiä matkoja, vaikka niiden ympäristössä olisi satunnaisia häiriöitä.

Kvanttiteorian matematiikkaa käyttämällä he löysivät yksinkertaisen asetelman, jossa lomittuneet hiukkaset voidaan tuottaa ja vakauttaa jopa kohinan läsnä ollessa hyödyntämällä kvanttijärjestelmissä aiemmin tuntematonta symmetriaa.

Tulokset avaavat uuden ikkunan kvanttimaailmaan, ja voivat mullistaa tulevaisuuden tekniikan säilyttämällä kvanttivaikutukset kohisevassa ympäristöissä, mikä on suurin este tämän tekniikan nykyiselle kehittämiselle.

City College of New Yorkin tutkijat raportoivat puolestaan luoneensa kvanttialgoritmin, jolla on mahdollisuus tutkia monielektronisten kvanttijärjestelmien luokkaa kvanttitietokoneiden avulla.

"Tiedetään, että kun meillä on makroskooppinen määrä kvanttihiukkasia, kuten elektroneja metallissa, jotka ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, syntyy uusia ilmiöitä, kuten suprajohtavuus," sanoo apulaisprofessori Pouyan Ghaemi.

”Kuitenkin toistaiseksi työkalut tällaisten järjestelmien tutkimiseen ovat olleet erittäin rajalliset. Tutkimuksemme on kehittänyt kvanttialgoritmin, jota voidaan käyttää monielektronisten kvanttijärjestelmien luokan tutkimiseen kvanttitietokoneiden avulla”, lisää Ghaemi.

Täällä kotimaassa puolestaan Nokia Foundation -palkinto on myönnetty Mikko Möttöselle panoksestaan kvanttilaskennan tutkimuksessa. Hän on tehnyt tutkimusta, jota hyödynnetään nyt kaupallisen kvanttilaskennan kehittämisessä, todetaan palkitsemisperusteluissa.

Aiheesta aiemmin:

Paljonko on kvanttilaskennan ylivoima?

Kvanttitietokoneet tehostuvat

11.06.2021RAM:ina ja ROM:ina toimivia sirukomponentteja
10.06.2021Kuinka revontulet syntyvät?
09.06.2021Radiotaajuisen signaalin prosessointi akustiseksi
08.06.2021Magnetosähköä ja magnetostriktiota
07.06.2021Itsetietoisia ja omavoimaisia materiaaleja
04.06.2021Insinöörit osoittavat kvanttiedun
03.06.2021Fononinen katalyysi?
02.06.2021Läpimurto magneettisissa 3D-nanorakenteissa
01.06.2021Uusi kulma sähkön tuottamiseksi lämmöstä
31.05.2021Energiatehokkain analogia-digitaalisiru

Siirry arkistoon »