Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 26 °C
Gök Gürültülü

Öncü Deney IBM’in En Büyük Kuantum Bilgisayarını Kuantum Malzemesine Dönüştürüyor

18.03.2021
83
Öncü Deney IBM’in En Büyük Kuantum Bilgisayarını Kuantum Malzemesine Dönüştürüyor
Öncü deney, enerji açısından verimli malzemeler tasarlamaya yardımcı olabilir.Yayınlanan çığır açan bir çalışmada Fiziksel İnceleme Araştırması, bir grup Chicago Üniversitesi bilim adamları, IBM’in en büyük kuantum bilgisayarını bir kuantum malzemesine dönüştürebildiklerini açıkladılar.

Bilgisayarı, eksiton yoğunlaşması adı verilen bir tür kuantum malzemesine dönüşecek şekilde programladılar ve daha yeni var olduğu gösterildi. Bu tür kondansatlar, enerjiyi neredeyse sıfır kayıpla iletebildikleri için gelecekteki teknolojideki potansiyelleri için tanımlanmıştır.

Kimya Bölümü, James Franck Enstitüsü ve Chicago Quantum Exchange’de profesör olan makalenin yazarlarından David Mazziotti, “Bunun bu kadar heyecan verici olmasının nedeni, kuantum bilgisayarları programlanabilir deneyler olarak kullanabileceğinizi göstermesi” dedi. moleküler elektronik yapı uzmanı. “Bu, potansiyel olarak yararlı kuantum malzemeleri oluşturmak için bir atölye işlevi görebilir.”

Mazziotti, birkaç yıldır dünyanın dört bir yanındaki bilim adamlarının fizikte eksiton yoğunlaşması adı verilen bir tür durumu keşfetmelerini izliyor. Fizikçiler bu tür yeni fizik durumlarıyla çok ilgileniyorlar, çünkü kısmen geçmiş keşifler önemli teknolojinin gelişimini şekillendirdi; örneğin, süperiletken adı verilen böyle bir durum, MRI makinelerinin temelini oluşturur.

Eksiton yoğunlaşmaları yarım asır önce tahmin edilmiş olsa da, yakın zamana kadar hiç kimse aşırı güçlü manyetik alanlar kullanmak zorunda kalmadan laboratuvarda tek bir iş yapamamıştı. Ancak bilim adamlarının ilgisini çekiyorlar çünkü enerjiyi hiç kayıpsız taşıyabiliyorlar – bildiğimiz başka hiçbir malzemenin yapamayacağı bir şey. Fizikçiler onları daha iyi anlarsa, sonunda inanılmaz derecede enerji verimli materyallerin temelini oluşturmaları mümkündür.

“Bu, potansiyel olarak yararlı kuantum malzemeleri oluşturmak için bir atölye işlevi görebilir.”

Prof. David Mazziotti

Bilim adamları, bir eksiton yoğunlaşması yapmak için, bir kafes parçacıklardan oluşan bir malzemeyi alırlar, -270 derecenin altına soğuturlar. Fahrenheitve onu eksiton adı verilen parçacık çiftleri oluşturacak şekilde ikiye katlayın. Daha sonra, çiftleri dolaşık hale getirir – parçacıkların kaderlerinin birbirine bağlı olduğu bir kuantum fenomeni. Ancak bunların hepsi o kadar aldatıcıdır ki, bilim adamları yalnızca birkaç kez eksiton yoğunlaştırmaları yaratabildiler.

Mazziotti, “Eksiton yoğunlaşması, hazırlayabileceğiniz en kuantum mekaniksel durumlardan biridir” dedi. Bu, bilim adamlarının uğraşmaya alıştıkları fiziğin klasik gündelik özelliklerinden çok çok uzak olduğu anlamına gelir.

Kuantum bilgisayarına girin. IBM, kuantum bilgisayarlarını dünyanın dört bir yanındaki insanların algoritmalarını test etmeleri için kullanıma sunar; şirket, bir deney için en büyüğü olan Rochester’ı UChicago’ya “borç vermeyi” kabul etti.

Yüksek lisans öğrencileri LeeAnn Sager ve Scott Smart, Rochester’ın kuantum bitlerinin her birini bir eksiton olarak ele alan bir dizi algoritma yazdı. Bir kuantum bilgisayar, bitlerini dolaştırarak çalışır, bu nedenle bilgisayar bir kez aktif hale geldiğinde, her şey bir eksiton yoğunlaşmasına dönüşür.

Sager, “Bu gerçekten harika bir sonuçtu, çünkü kısmen mevcut kuantum bilgisayarların gürültüsünden dolayı yoğuşmanın tek bir büyük yoğuşma olarak görünmediğini, daha küçük yoğuşma sularının bir koleksiyonu olarak göründüğünü bulduk” dedi. Hiçbirimizin bunu tahmin edeceğini sanmıyorum.

Mazziotti, çalışmanın, kuantum bilgisayarların eksiton yoğunlaşmalarını incelemek için yararlı bir platform olabileceğini gösterdiğini söyledi.

“Bir kuantum bilgisayarı bir eksiton yoğunlaşması gibi davranacak şekilde programlayabilme yeteneğine sahip olmak, enerji verimli malzemeler gibi eksiton yoğunlaşmalarının potansiyelini ortaya çıkarmak veya ilham vermek için çok yararlı olabilir” dedi.

Bunun ötesinde, bir bilgisayarda böylesine karmaşık bir kuantum mekaniksel durumu programlayabilmek bile önemli bir bilimsel ilerlemeye işaret ediyor.

Kuantum bilgisayarlar çok yeni olduğu için, araştırmacılar hala onlarla neler yapabileceğimizi öğreniyorlar. Ancak uzun zamandır bildiğimiz bir şey, klasik bir bilgisayarda modellemesi neredeyse imkansız olan bazı doğal fenomenler olduğudur.

Klasik bir bilgisayarda, kuantum mekaniğinde çok önemli olan bu rastgelelik unsurunu programlamanız gerekir; ancak bir kuantum bilgisayar, doğası gereği pişirilmiş bu rastgeleliğe sahiptir ”dedi Sager. “Bir çok sistem kağıt üzerinde çalışıyor, ancak pratikte çalıştığı hiç görülmedi. Yani bunu gerçekten yapabileceğimizi gösterebilmek için – bir kuantum bilgisayarda yüksek düzeyde ilişkili durumları başarılı bir şekilde programlayabiliriz – benzersiz ve heyecan verici. ”

Referans: LeeAnn M. Sager, Scott E. Smart ve David A. Mazziotti tarafından “53 kübitlik bir kuantum bilgisayarda fotonların eksiton yoğunlaşmasının hazırlanması”, 9 Kasım 2020, Fiziksel İnceleme Araştırması.
DOI: 10.1103 / PhysRevResearch.2.043205

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.