Forskere tager et skridt fremad i Quantum Computing

Forskere i Storbritannien og USA på fredag ​​offentliggjorde et dokument, der beskriver opdagelser, der kunne bringe en fuldt funktionel kvantecomputer et skridt tættere på virkeligheden.

Quantum computing, der er blevet forsket i årtier, har traditionelt haft en problem med at holde data i et sammenhængende format, hvilket gør det vanskeligt at køre programmer eller computergrupper. Forskerne har fundet en måde at bevare elektroner på, som lagrer dataene længere, hvilket gør det muligt for et system at behandle data mere sammenhængende og køre programmer mere effektivt.

Selv om kvantecomputere i udviklingen kan revolutionere computerens overflade. Om et par sekunder kan kvantecomputere udføre opgaver, der ikke er mulige for supercomputere i dag. Quantum computing bruger materiel - atomer og molekyler - til at behandle massive mængder opgaver ved supercomputerhastigheder, fordi data gemmes og deles i flere stater i stedet for de sædvanlige binære tilstande på 0 og 1.

Quantum computing er baseret på love af kvantemekanik, der ser på samspil og adfærd af materiel på atom- og subatom-proton-, neutron- og elektronniveau. Ved at løse kendte problemer i kvantemåling er forskere i et løb at opbygge en fuldt operationel kvantecomputer.

Der er mange kvantecomputeteknikker, der lagrer data på forskellige måder, siger Gavin Morley, en af ​​forfatterne af papiret og en forsker ved London Center for Nanotechnology, som er et joint venture mellem University College London og Imperial College London. Morley arbejdede sammen med forskere fra flere institutioner, herunder University of Utah i Salt Lake City. Forskerne brugte magnetiske tilstande af elektronerne til at gemme data.

Kvantumbits skal spinde for at køre et program, men nogle gange nedbryder kvaliteten af ​​elektroner og sender dem til uønskede stater - kaldet kvantebuller - der kan udgøre et problem som brugere kunne miste kontrollen med programmet kører. Ved at anvende et bestemt magnetfelt benyttede forskerne en strøm til at bestemme en elektrons tilstand uden at bringe forstyrrelser, hvilket gav dem en 5.000 procent længere levetid end noget andet lignende eksperiment til dato, sagde Morley.

Gruppens forskning fokuserede på fosfor atomer i silicium. De bedste forsøg har tidligere strømt en strøm forbi elektronerne via små elektriske ledninger, men det har medført en masse kvælestøj og fjernet en væsentlig fordel ved materialet, siger Morley.

Forskerne håber, at deres arbejde vil give dem mulighed for at bygge en quantum supercomputer, selvom det kan tage tid. "Det er umuligt at forudsige, hvornår eller om en kvantecomputer vil blive bygget. Jeg ville håbe at se en i et forskningslab i de næste 15 til 20 år," sagde Morley.

Men ud over de hårde udfordringer vil kvantecomputere løse computerproblemer, der plager dagens computere, sagde Morley. "For eksempel kunne vi simulere opførelsen af ​​store biologiske molekyler og stoffer for at finde nye lægemidler," sagde han.

Papiret optrådte i publikationen Fysisk gennemgangsbrev.