Key Takeaways
- Forscher sagen, dass die Verwendung zweidimensionaler Materialien zu schnelleren Computern führen könnte.
- Die Entdeckung könnte Teil einer kommenden Revolution auf dem Gebiet sein, die Quantencomputer umfasst.
- Honeywell gab kürzlich bekannt, dass es einen neuen Rekord für Quantenvolumen aufgestellt hat, ein Maß für die Gesamtleistung.
Jüngste Fortschritte in der Physik könnten deutlich schnellere Computer bedeuten, die zu einer Revolution in allen Bereichen führen könnten, von der Entdeckung von Medikamenten bis zum Verständnis der Auswirkungen des Klimawandels, sagen Experten.
Wissenschaftler haben die elektronischen Spins in einem neuen Transistortyp entdeckt und abgebildet. Diese Forschung kann zu schnelleren Computern führen, die den natürlichen Magnetismus von Elektronen nutzen, anstatt nur ihre Ladung. Die Entdeckung könnte Teil einer kommenden Revolution auf dem Gebiet sein, die Quantencomputer umfasst.
"Quantencomputer verarbeiten Informationen grundlegend anders als klassische Computer, wodurch sie Probleme lösen können, die mit den heutigen klassischen Computern praktisch unlösbar sind", sagte John Levy, Mitbegründer und CEO des Quantencomputerunternehmens Seeqc, sagte in einem E-Mail-Interview.
"Zum Beispiel wurden in einem von Google und der NASA durchgeführten Experiment die Ergebnisse einer bestimmten Quantenanwendung in einer kleinen Anzahl von Minuten generiert, verglichen mit den geschätzten 10.000 Jahren, die der leistungsstärkste Supercomputer der Welt benötigen würde Welt."
Zweidimensionale Materialien
In einer kürzlichen Entdeckung erforschten Wissenschaftler ein neues Gebiet namens Spintronik, das den Spin von Elektronen verwendet, um Berechnungen durchzuführen. Die aktuelle Elektronik verwendet die Elektronenladung, um Berechnungen durchzuführen. Aber die Überwachung des Elektronenspins hat sich als schwierig erwiesen.
Ein Team unter der Leitung der Abteilung für Materialwissenschaften an der Universität von Tsukuba behauptet, die Elektronenspinresonanz (ESR) verwendet zu haben, um die Anzahl und Position von ungepaarten Spins zu überwachen, die sich durch einen Molybdändisulfid-Transistor bewegen. Die ESR verwendet das gleiche physikalische Prinzip wie die MRT-Geräte, die medizinische Bilder erstellen.
„Stellen Sie sich vor, Sie bauen eine Quantencomputeranwendung, die ausreicht, um die Sicherheit und Wirksamkeit klinischer Arzneimittelstudien zu simulieren – ohne sie jemals an einer realen Person zu testen.“
Um den Transistor zu messen, musste das Gerät auf nur 4 Grad über dem absoluten Nullpunkt gekühlt werden. „Die ESR-Signale wurden gleichzeitig mit den Drain- und Gate-Strömen gemessen“, sagte Professor Kazuhiro Marumoto, Co-Autor der Studie, in einer Pressemitteilung.
Eine Verbindung namens Molybdändisulfid wurde verwendet, weil ihre Atome eine nahezu flache zweidimensionale (2D) Struktur bilden. "Theoretische Berechnungen haben die Ursprünge der Spins weiter identifiziert", sagte Professor Małgorzata Wierzbowska, eine weitere Co-Autorin, in der Pressemitteilung.
Fortschritte im Quantencomputing
Quantum Computing ist ein weiterer Bereich der Computertechnik, der sich schnell entwickelt. Honeywell gab kürzlich bekannt, dass es einen neuen Rekord für das Quantenvolumen aufgestellt hat, ein Maß für die Gesamtleistung.
"Diese hohe Leistung, kombiniert mit fehlerarmer Mid-Circuit-Messung, bietet einzigartige Möglichkeiten, mit denen Entwickler von Quantenalgorithmen innovativ sein können", sagte das Unternehmen in der Pressemitteilung.
Während klassische Computer auf binäre Bits (Einsen oder Nullen) angewiesen sind, verarbeiten Quantencomputer Informationen über Qubits, die aufgrund der Quantenmechanik entweder als Eins oder als Null oder beides gleichzeitig existieren können – was die Rechenleistung exponentiell erhöht, sagte Levy.
Quantencomputer können eine Reihe bedeutender wissenschaftlicher und geschäftlicher Problemanwendungen ausführen, die zuvor für unmöglich geh alten wurden, sagte Levy. Die üblichen Geschwindigkeitsmaße wie Megahertz gelten nicht für Quantencomputing.
Der wichtige Teil bei Quantencomputern ist nicht die Geschwindigkeit, wie wir bei herkömmlichen Computern über Geschwindigkeit denken. „Tatsächlich arbeiten diese Geräte oft mit viel höheren Geschwindigkeiten als Quantencomputer“, sagte Levy.
"Der Punkt ist, dass Quantencomputer eine Reihe wichtiger wissenschaftlicher und geschäftlicher Problemanwendungen ausführen können, die zuvor als unmöglich g alten."
Wenn Quantencomputer jemals praktisch werden, sind die Möglichkeiten, wie die Technologie das Leben von Menschen durch Forschung und Entdeckung beeinflussen könnte, endlos, sagte Levy.
"Stellen Sie sich vor, Sie bauen eine Quantencomputeranwendung, die ausreicht, um die Sicherheit und Wirksamkeit klinischer Arzneimittelstudien zu simulieren – ohne sie jemals an einer realen Person zu testen", sagte er.
"Oder sogar eine Quantencomputeranwendung, die ganze Ökosystemmodelle simulieren kann und uns hilft, die Auswirkungen des Klimawandels besser zu bewältigen und zu bekämpfen."
Quantencomputer im Frühstadium gibt es bereits, aber die Forscher haben Mühe, einen praktischen Nutzen für sie zu finden. Levy sagte, dass Seeqc plant, innerhalb von drei Jahren „eine Quantenarchitektur zu liefern, die auf realen Problemen basiert und die Fähigkeit hat, sich an die Bedürfnisse von Unternehmen anzupassen."
Quantencomputer werden für den durchschnittlichen Benutzer jahrelang nicht verfügbar sein, sagte Levy. "Aber die Geschäftsanwendungen für die Technologie zeigen sich bereits in datenintensiven Branchen wie der pharmazeutischen Entwicklung, der Logistikoptimierung und der Quantenchemie", fügte er hinzu.
