Forskere tar et skritt fremover i Quantum Computing

Forskere i Storbritannia og USA på fredag ​​publiserte en detaljert beskrivelse av funn som kan bringe en fullt funksjonell kvantecomputer et skritt nærmere virkeligheten.

Quantum computing, som har blitt undersøkt i flere tiår, har tradisjonelt hatt en problem med å holde data i et sammenhengende format, noe som gjør det vanskelig å kjøre programmer eller databehandlingsoppgaver. Forskerne har funnet en måte å bevare elektroner på, som lagrer dataene lenger, noe som gjør at et system kan behandle data mer sammenhengende og kjøre programmer bedre.

Selv om det i kvantum datamaskiner kan revolusjonere ansiktet til databehandling. Om noen få sekunder kan kvante datamaskiner utføre oppgaver som ikke er mulige for superdatamaskiner i dag. Quantum computing bruker materie - atomer og molekyler - å behandle massive mengder oppgaver ved superdriftshastigheter fordi data lagres og deles i flere stater i stedet for de vanlige binære tilstandene 0 og 1.

Quantum computing er basert på lover av kvantemekanikk, som ser på samspill og oppførsel av materie på atom- og subatom-proton-, neutron- og elektronnivå. Ved å løse kjente problemer i kvantemåling, er forskerne i et løp for å bygge en fullt operativ kvantecomputer.

Det er mange kvantecomputeteknikker som lagrer data på forskjellige måter, sa Gavin Morley, en av forfatterne av papiret og en forsker ved London Center for Nanotechnology, som er et joint venture mellom University College London og Imperial College London. Morley jobbet med forskere fra flere institusjoner, inkludert University of Utah i Salt Lake City. Forskerne brukte magnetiske tilstander til elektronene til å lagre data.

Kvantumbiter må spinne for å kjøre et program, men noen ganger nedbrytes kvaliteten på elektroner, og sender dem til uønskede stater - kalt kvantebull - som kan utgjøre et problem som brukere kan miste kontroll over programmet som kjører. Ved å bruke et bestemt magnetfelt brukte forskerne en strøm for å bestemme tilstanden til en elektron uten å bringe forstyrrelser, noe som gir dem en 5.000 prosent lenger levetid enn noe annet lignende eksperiment hittil, sa Morley.

Gruppens forskning fokuserte på fosforatomer i silisium. De beste forsøkene har tidligere strømmet en strøm forbi elektronene via små elektriske ledninger, men det har ført til mye kvastestøy, og fjerner en viktig fordel ved materialet, sa Morley.

Forskerne håper at deres arbeid vil tillate dem å bygge en kvante supercomputer, selv om det kan ta tid.

"Det er umulig å forutse når eller om en kvantecomputer skal bygges. Jeg håper å se en i et laboratorium i de neste 15 til 20 årene," sa Morley..

Men utover de tøffe utfordringene vil kvante datamaskiner løse beregningsproblemer som plager dagens datamaskiner, sa Morley. "For eksempel kunne vi simulere oppførselen til store biologiske molekyler og stoffer for å finne nye medisiner," sa han.

Papiret ble vist i publikasjonen for fysisk gjennomgangsbrev.