Квантовые компьютеры для решения ранее неразрешимых задач
Физики изобрели новый тип аналогового квантового компьютера, который может решать сложные физические задачи, которые не могут решить самые мощные цифровые суперкомпьютеры. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Physics совместными усилиями ученых из Стэнфордского университета в США и Университетского колледжа Дублина (UCD) в Ирландии, показало, что новый тип высокоспециализированного аналогового компьютера, схемы которого содержат квантовые компоненты, может решать проблемы на переднем крае. квантовой физики, которые ранее были недоступны. При увеличении масштаба такие устройства могут пролить свет на некоторые из наиболее важных нерешенных проблем в физике.
Например, ученые и инженеры давно хотели лучше понять сверхпроводимость, потому что существующие сверхпроводящие материалы, например те, которые используются в аппаратах МРТ, высокоскоростных поездах и энергосберегающих сетях дальнего действия, в настоящее время работают только при экстремально низких температурах. , что ограничивает их более широкое использование. Святым Граалем материаловедения является поиск материалов, обладающих сверхпроводимостью при комнатной температуре, что произвело бы революцию в их использовании во множестве технологий. Доктор Эндрю Митчелл — директор Центра квантовой инженерии, науки и технологий UCD (C-QuEST), физик-теоретик Школы физики UCD и соавтор статьи.
Он сказал: «Некоторые проблемы просто слишком сложны, чтобы их могли решить даже самые быстрые цифровые классические компьютеры. Точное моделирование сложных квантовых материалов, таких как высокотемпературные сверхпроводники, является действительно важным примером — такого рода вычисления выходят далеко за рамки текущих возможностей, потому что экспоненциального времени вычислений и требований к памяти, необходимых для имитации свойств реалистичных моделей».
«Однако технологические и инженерные достижения, лежащие в основе цифровой революции, принесли с собой беспрецедентную способность управлять материей на наноуровне. Это позволило нам разработать специализированные аналоговые компьютеры, называемые «квантовыми симуляторами», которые решают конкретные модели в квантовой физике с помощью используя присущие квантово-механические свойства его наноразмерных компонентов.Хотя мы еще не смогли создать универсальный программируемый квантовый компьютер с достаточной мощностью, чтобы решить все открытые проблемы в физике, теперь мы можем создавать аналоговые устройства на заказ. с квантовыми компонентами, которые могут решать конкретные задачи квантовой физики».
Архитектура этих новых квантовых устройств включает в себя гибридные металл-полупроводниковые компоненты, включенные в наноэлектронную схему, разработанную исследователями из Стэнфорда, UCD и Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики (расположенной в Стэнфорде). Экспериментальная группа нанотехнологий Стэнфорда под руководством профессора Дэвида Голдхабера-Гордона построила и эксплуатировала устройство, а теорию и моделирование выполнил доктор Митчелл из UCD.
Профессор Голдхабер-Гордон, научный сотрудник Стэнфордского института материаловедения и энергетических наук, сказал: «Мы всегда создаем математические модели, которые, как мы надеемся, отражают суть интересующих нас явлений, но даже если мы верим, что они правы, они часто не могут быть решены за разумное время». С квантовым симулятором «у нас есть такие ручки, которых раньше ни у кого не было», — сказал профессор Голдхабер-Гордон.
Основная идея этих аналоговых устройств, по словам Гольдхабера-Гордона, состоит в создании своего рода аппаратной аналогии проблемы, которую вы хотите решить, а не в написании некоторого компьютерного кода для программируемого цифрового компьютера. Например, скажите, что вы хотели предсказать движение планет на ночном небе и время затмений. Вы могли бы сделать это, построив механическую модель Солнечной системы, где кто-то крутит рукоятку, а вращающиеся взаимосвязанные шестерни представляют движение Луны и планет.
На самом деле такой механизм был обнаружен при кораблекрушении древнего корабля у берегов греческого острова возрастом более 2000 лет. Это устройство можно рассматривать как очень ранний аналоговый компьютер. Чтобы не обижаться, аналоговые машины использовались даже в конце 20-го века для математических вычислений, которые были слишком сложны для самых передовых цифровых компьютеров того времени. Но для решения проблем квантовой физики устройства должны включать квантовые компоненты. Новая архитектура Quantum Simulator включает в себя электронные схемы с наноразмерными компонентами, свойства которых регулируются законами квантовой механики. Важно отметить, что можно изготовить много таких компонентов, каждый из которых ведет себя по существу идентично другим.
Это имеет решающее значение для аналогового моделирования квантовых материалов, где каждый из электронных компонентов в схеме является прокси для моделируемого атома и ведет себя как «искусственный атом». то же самое должны делать и различные электронные компоненты аналогового компьютера. Таким образом, новый дизайн предлагает уникальный путь для масштабирования технологии от отдельных устройств до крупных сетей, способных моделировать объемную квантовую материю. Кроме того, исследователи показали, что в таких устройствах можно создавать новые микроскопические квантовые взаимодействия. Работа является шагом на пути к разработке нового поколения масштабируемых твердотельных аналоговых квантовых компьютеров.
Чтобы продемонстрировать мощь аналоговых квантовых вычислений с помощью своей новой платформы Quantum Simulator, исследователи сначала изучили простую схему, состоящую из двух соединенных вместе квантовых компонентов. Устройство моделирует модель двух атомов, связанных своеобразным квантовым взаимодействием. Настраивая электрические напряжения, исследователи смогли создать новое состояние вещества, в котором электроны, по-видимому, имеют только 1/3 часть своего обычного электрического заряда — так называемые «парафермионы Z3». Эти неуловимые состояния были предложены в качестве основы для будущих топологических квантовых вычислений, но никогда прежде не создавались в лаборатории в электронном устройстве. «Увеличив масштаб квантового симулятора с двух до множества наноразмерных компонентов, мы надеемся, что сможем моделировать гораздо более сложные системы, с которыми современные компьютеры не справляются», — сказал доктор Митчелл. «Это может стать первым шагом к окончательному разгадыванию некоторых из самых загадочных тайн нашей квантовой вселенной».
Источник
Последние аномальные новости

Астрология на пике невероятной популярности

Вымер, но не исчез. Тилацин продолжает очаровывать

Гид по дому с привидениями столкнулась с призраками

Демоническая одержимость и образованный психиатр

Жуткие места с привидениями в Японии

ИИ ChatGPT может быть использован для дезинформации и кибератак

ИИ ChatGPT помог написать сценарий мультсериала Южный Парк

Когда реальность начинает меняться

Кровавый бунт и тюремные призраки

Невероятный солнечный торнадо

НЛО в небе над Улан-Удэ

НЛО могут быть межпространственными нарушителями

НЛО над Исакогоркой

Пять теорий о черных дырах, которые поразят вас

Разум преступников контролируется инопланетянами

Россию спасет женщина

Создание квантовых материалов для электроники будущего

Странное исчезновение Эй Джей Бро

Шесть астероидов, которые вот-вот врежутся в Землю

Экзолуны могут удерживать жидкую воду

Ювелирные изделия для мужчин

Гениальная девочка имеет IQ выше, чем у Стивена Хокинга

Действующие вулканы Венеры

Живописный городок оккупировали огромные крысы

За похищенными наблюдают спецслужбы

Истории жителей Бурятии о мистических явлениях

Истории о загадочных маленьких людях

Кладбище инопланетян нашли в Китае

Морское чудовище потопило немецкую подводную лодку

Некоторые НЛО могут бросать вызов науке

НЛО заметили в небе над Восточным Ланкаширом

Пластиковые камни нашли на необитаемом острове

Попасть в сознание похищенного - дико, но увлекательно

Почему пророки предрекают России светлое будущее

Предсказания Джуны на 2023 год

Спутники Маска портят статистику наблюдений НЛО

Страшные истории от пользователей Reddit

Тайна каменных дисков Дропа

Тайное и зловещее общество, жертвоприношения и оборотни

Треугольные НЛО обладают собственным разумом

Экзолуны могут уничтожать инопланетную жизнь

Два НЛО замечены над Невадой

Добро пожаловать в Розуэлл

За кулисами Филадельфийского эксперимента

Инопланетные артефакты на дне моря

Как попасть в этот странный, паранормальный, сверхъестественный мир

Какие странные объекты видели в космосе советские космонавты

Корабль пришельцев, запечатленный телескопом Джеймса Уэбба

Магия древних каменных кругов Великобритании

Месмеризм, контроль над разумом и загадочные преступления

Настоящие кадры с НЛО, записанные ВМС США

Национальный центр исторических записей о НЛО

Почему инопланетяне могут не так сильно отличаться от нас

Раскрытие феномена НЛО в Декстере и Хиллсдейле

Самые умные люди Британии привлекаются для поиска инопланетян

Странный феномен наблюдений НЛО в Висконсине

Таинственные увечья и аномальные животные

Три сообщения об НЛО в небе над Калифорнией

Управляемая сфера замечена над Словакией

Уфолог пожертвовал свою коллекцию файлов о НЛО

ФБР публикует досье на журналиста Дэнни Касоларо

Бетон из марсианского грунта будет вдвое прочнее обычного

Бывший летчик призывает к расследованию НЛО

Влияние пандемии CovID-19 на сообщения об НЛО

Жизнь может существовать у красных карликов

История о солдатах, погибших от столкновений с НЛО

Исходный код ИИ GPT-4 закрыли

Компания Rolls-Royce будет строить ядерные реакторы на Луне

Корпорация Microsoft оправдала склонность ИИ к вранью

Люди в черном скрыли крушение НЛО в Миссури

Мегалодон все еще плавает в глубинах океана

Миссия на Титан, может выявить химию, ведущую к жизни

НАСА показало карту залежей воды на Луне

НЛО бросают вызов законам физики

Приз за расшифровку свитков Геркуланума

Проверка фактов. НЛО над Висконсином

Флот воздушных шаров поможет найти жизнь на Венере

Химики синтезировали материал с необычными свойствами

Храм друидов в Йоркшире

Шпионские шары заставили людей вспомнить о НЛО

Я верю в НЛО

Замок в двери. Когда нужно заменить

Астролог рассказала о появлении нового лидера человечества

Базовый корабль инопланетян рассылает зонды

Будущее влияет на прошлое

Города-призраки. Легенды или неудавшийся проект спецслужб

Готовы ли дети есть насекомых

Загадочная кошка-лиса признана уникальным видом

Злобный и агрессивный полтергейст Понтефракта

Зоны терминаторов на экзопланетах могут поддерживать жизнь

Китайцы первыми выяснят, одиноки ли мы во Вселенной

Найден новый способ поиска внеземной жизни

Новая версия ChatGPT GPT-4 уже успела обмануть человека

Облака в форме НЛО появились над обсерваторией Кека

Подлинная история Стоунхенджа

Познакомьтесь с ИИ-ведущей новостей Китая

Почему тысячи людей считают себя инопланетянами

Предсказания о России

Проект добычи ценных металлов с помощью микроорганизмов

Три НЛО прячутся в облаках над Сан-Антонио

Файлы ВМС США о НЛО случайно обнародованы

Черная тень убила 29 овец в индийской деревне

Венера проявляет вулканическую активность

Водяной лед присутствует в низких широтах Марса

Годовщина загадочных огней Феникса

Дементора заметили в небе над Сиднеем

Дух напал на охотника за привидениями

Зонд НАСА обновляет науку с края Солнечной системы

ИИ ChatGPT может составлять судебные иски одним щелчком мыши

ИИ Google сможет точно отвечать на медицинские вопросы

ИИ помог создать вакцину от всех штаммов коронавируса

Инцидент с НЛО в Розуэлле. Сокрытие или обман

Лунные астронавты будут носить более изящные скафандры

Люди Звездного семени верят, что они инопланетяне

Люди станут бессмертными уже в 2029 году

Наша Вселенная одна из многих

Откуда на Земле появилась вода

Пентагон ввел в заблуждение Конгресс США

Приспособлена ли Вселенная для жизни

Сколько воды может быть скрыто под поверхностью экзопланет

Спутниковые ионные двигатели на воде испытали в космосе

Таинственный синий НЛО замечен над побережьем Девона

Монтажная пена. Виды, критерии выбора и преимущества

Астероид-убийца не столкнется с Землей в 2046 году

Атмосфера и океан обнаружены на экзонептуне

Высокоманевренные НЛО бросают вызов современной физике

Зверинец лунных разведывательных ботов

Исследователь решил почти 60-летнюю дилемму теории игр

Какие фантастические твари объединяли Южную Сибирь и Китай

Китайские ученые вырастили рогатых мышей

Люди и машины станут одним целым

Моделирование квантовой химии на квантовом компьютере

Нашли гробницу римского колдуна

НЛО нарушают законы физики

Океанские течения влияют на вращение ледяной коры Европы

Призрак девушки преследовал своего убийцу

Причудливые образования на южном полюсе Марса

Смогли бы мы пережить Зомби-апокалипсис

Созданы чипы, которые можно установить на зуб для контроля

Точные симуляции дают представление о структуре вселенной

Человек, увидевший треугольный НЛО, стал уфологом

Этика в сфере ИИ не в приоритете у Microsoft

Юридическая фирма подала в суд на робота-юриста

Президент Кубы Мигель Марио Диас-Канель Бермудес

Вертолет летит на Титан

Загадка призрачного близнеца Эмили Сейджи

ИИ ChatGPT - толчок, необходимый высшему образованию

ИИ ChatGPT может помочь мошенникам писать идеальные письма

ИИ меняет представление о металлоорганических каркасах

ИИ может улучшить обнаружение белков

Квантовый прорыв прокладывает путь к экспериментальной червоточине

Краткая история британского метеорита Винчкомб

Можно ли предсказать космические столкновения

Новая версия ChatGPT-4 выйдет на этой неделе

Обнаружили усыхающий мини-нептун

ООН обсуждает вопрос о принятии правил космического движения

Оруэлловская система распознавания лиц уже внедрена

Программа высокочастотных активных исследований полярных сияний

Разгадка тайны снежного человека

Робот-гуманоид готовится к футбольному турниру

Сидик Афган рассчитал дату самого страшного дня

Составили рецепт космического салата

Технологии из сериала 'Черное зеркало' ставшие реальностью

Шаг к определению структуры железа в центре Земли

Инженерные изыскания. Зачем нужны и как проводятся

Аномальная зона в графстве Стаффордшир

Астролог рассказала, что произойдет с Россией

ИИ извинился за то, что уничтожил человечество

Инопланетянин засунул свою клешню в обьектив марсохода

Как гадать в Вербное воскресенье

Коллекция шотландских монстров

Маг раскрыл тайну аномалий озера Байкал

Насколько реалистично в фильмах показаны звездолеты

НЛО вели себя не совсем обычным образом

НЛО замечено над Лимассолом

НЛО запечатлели на видео в Астрахани

НЛО и летающие треугольники

НЛО могут взаимодействовать с человеческими мыслями

Обнаружили древнейший медальон, посвященный Тору

Озерного монстра пытались найти в Патагонии

Призрака сняли на шоссе в Аризоне

Расшифровано предсказание Матроны Московской

Рэй Стэнфорд и Чарльз Хиксон видели НЛО

Семена запустили в космос, чтобы получить растения-мутанты

Шары-шпионы вскрыли проблему НЛО

Горячие точки НЛО в Великобритании определены полицейскими

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика