Квантовата верига с атомен мащаб бележи голям пробив в квантовия компютър

Сподели

Инженерите в Сидни демонстрираха квантова интегрална схема, съставена само от няколко атома. Чрез прецизно контролиране на квантовите състояния на атомите, новият процесор може да симулира структурата и свойствата на молекулите по начин, който може да отключи нови материали и катализатори.

Новата квантова верига идва от изследователи от Университета на Нов Южен Уелс (UNSW) и стартираща компания, наречена Silicon Quantum Computing (SQC). По същество се състои от 10 въглеродни квантови точки, вградени в силиций, с шест метални порти, които контролират потока от електрони през веригата.

Звучи достатъчно просто, но ключът се крие в подреждането на тези въглеродни атоми до поднанометровата скала. Един спрямо друг, те са точно разположени, за да имитират атомната структура на конкретна молекула, което позволява на учените да симулират и изучават структурата и енергийните състояния на тази молекула по-точно от всякога.

В този случай те подреждат въглеродните атоми във формата на органичното съединение полиацетилен, което се състои от повтаряща се верига от въглеродни и водородни атоми с редуващ се модел на единични и двойни въглеродни връзки между тях. За да симулира тези връзки, екипът постави въглеродните атоми на различни разстояния един от друг.

След това изследователите прокараха електрически ток през веригата, за да проверят дали ще съответства на подписа на естествена полиацетиленова молекула – и със сигурност го направи. При други тестове екипът създаде две различни версии на веригата, като сряза връзки на различни места и получените токове съвпадаха перфектно с теоретичните прогнози.

Значението на тази нова квантова верига, казва екипът, е, че тя може да се използва за изследване на по-сложни молекули, които в крайна сметка биха могли да доведат до нови материали, фармацевтични продукти или катализатори. Тази 10-атомна версия е точно на границата на това, което класическите компютри могат да симулират, така че плановете на екипа за 20-атомна квантова верига биха позволили за първи път симулация на по-сложни молекули.

„Повечето от другите квантови изчислителни архитектури нямат способността да проектират атоми с поднанометрова точност или да позволяват на атомите да седят толкова близо“, каза професор Мишел Симънс, водещ изследовател в изследването. “И това означава, че сега можем да започнем да разбираме все по-сложни молекули, базирани на поставянето на атомите на място, сякаш имитират реалната физическа система.”

Изследването е публикувано в списанието природата.

Източници: UNSW, SQC



Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели