Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Jak znaleźć „kwantową igłę” w stogu spinów? Ważny krok ku kwantowemu internetowi
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
W ostatnim półwieczu producenci komputerów dokonali olbrzymich postępów pod względem miniaturyzacji i wydajności układów scalonych. Wciąż jednak bazują one na krzemie i w miarę zbliżania się do fizycznych granic wykorzystywania tego materiału, miniaturyzacja staje się coraz trudniejsza. Nad rozwiązaniem tego problemu pracują setki naukowców na całym świecie. Jest wśród nich profesor King Wang z University of Miami, który wraz z kolegami z kilku amerykańskich uczelni ogłosił powstanie obiecującej molekuły, która może stać się podstawą do budowy molekularnego komputera.
Na łamach Journal of American Chemical Society uczeni zaprezentowali najlepiej przewodzącą prąd cząsteczkę organiczną. Co więcej, składa się ona z węgla, siarki i azotu, a więc powszechnie dostępnych pierwiastków. Dotychczas żadna molekuła nie pozwala na tworzenie elektroniki bez olbrzymich strat. Tutaj mamy pierwszą molekułą, która przewodzi prąd na dystansie dziesiątków nanometrów bez żadnej straty energii, zapewnia Wang. Uczeni są pewni swego. Testy i sprawdzanie molekuły pod wszelkimi możliwymi kątami trwały przez ponad dwa lata.
Zdolność cząsteczek do przewodzenia elektronów wykładniczo zmniejsza się wraz ze wzrostem rozmiarów molekuły. Tym, co jest unikatowe w naszej molekule, jest fakt, że elektrony mogą przemieszczać się przez nie bez straty energii. Teoretycznie jest to wiec najlepszy materiał do przewodzenia elektronów. Pozwoli on nie tylko zmniejszyć rozmiary elektroniki w przyszłości, ale jego struktura umożliwi stworzenie komputerów funkcjonujących tak, jak nie jest to możliwe w przypadku materiałów opartych na krzemie, dodaje Wang.
Nowa molekuła może posłużyć do budowy molekularnych komputerów kwantowych. Niezwykle wysokie przewodnictwo naszej cząsteczki to rezultat intrygującej interakcji spinów elektronów na obu końcach molekuły. W przyszłości taki system molekularny może pełnić rolę kubitu, podstawowej jednostki obliczeniowej komputerów kwantowych, cieszy się uczony.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Eksperci z Quantum Internet Alliance (QIA) ogłosili powstanie pierwszego systemu operacyjnego dla sieci kwantowych – QNodeOS. To olbrzymi krok naprzód w kierunku uczynienia z sieci kwantowych praktycznej technologii. W skład QIA wchodzą naukowcy z Uniwersytetu Technologicznego w Delft, Uniwersytetu w Innsbrucku, Instytutu badań nad kwantowym przetwarzaniem i kwantowym internetem (QuTech), Francuskiego Narodowego Instytutu Badawczego Nauk Komputerowych i Automatyzacji (INRIA) oraz Francuskiego Narodowego Centrum Badań Naukowych (CNRS).
Naszym celem jest zapewnienie wszystkim dostępu do kwantowej technologii sieciowej. Dzięki QNodeOS robimy wielki krok naprzód. Dzięki temu po raz pierwszy stało się możliwe łatwe programowanie i wykonywanie aplikacji działających w sieciach kwantowych, mówi profesor Stephanie Wehner, która stała na czele grupy badawczej. Nasze prace otwierają też całkowicie nowe pola w badaniach nad komputerami kwantowymi, dodaje.
Tym, co pozwoliło na rozpowszechnienie się klasycznych komputerów była możliwość łatwego tworzenia oprogramowania. I właśnie to umożliwia QNodeOS. System jest podobny do oprogramowania, która mamy w domu. Dzięki niemu nie musimy wiedzieć, jak działa sprzęt, by go używać, dodaje Mariagrazia Iuliano, doktorantka w QuTech.
QNodeOS pozwala na programowanie aplikacji wysokiego poziomu, podobnie jak programowane są obecnie aplikacje dla Windows czy Androida. W przeciwieństwie do dotychczasowych systemów dla komputerów kwantowych, programista nie musi brać pod uwagę specyfiki sprzętowej czy konfiguracji maszyny, na której ma działać jego program. Uruchamiając swój system na dwóch różnych procesorach badacze wykazali, że QNodeOS może współdziałać z różnymi typami sprzętu. Procesor bazujący na uwięzionych jonach działa zupełnie inaczej od procesorów wykorzystujących centra barwne (defekty krystaliczne) w diamentach. Mimo to wykazaliśmy, że nasz system pracuje na obu tych typach procesorów, cieszy się profesor Tracy Northup z Uniwersytetu w Innsbrucku.
Teraz twórcy nowego systemu pracują nad zapewnieniem wszystkim chętnym dostępu do odpowiedniego oprogramowania i sprzętu. Naukowcy chcą, między innymi, udostępnić QNodeOS na Quantum Network Explorer, pokazowej sieci kwantowej stworzonej prze QuTech. Dzięki temu chętni będą mogli eksperymentować z nowym systemem i tworzyć nań oprogramowanie.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Komputery kwantowe mają rozwiązywać problemy, z którymi nie radzą sobie komputery klasyczne. Maszyny, które udało się zbudować, bazują zwykle na superpozycji stanów elektronicznych, na przykład na dwóch różnych ładunkach. Problem w tym, że kubity elektromagnetyczne szybko ulegają dekoherencji, tracą swój stan kwantowy. Wówczas superpozycja ulega zniszczeniu i nie mamy już do czynienia z kubitem. To obecnie znacząco ogranicza możliwości komputerów kwantowych. Wkrótce jednak może się to zmienić, gdyż naukowcy z Federalnego Instytutu Technologii w Zurychu stworzyli długo działający mechaniczny kubit.
Szwajcarski kubit to miniaturowa wersja membrany instrumentu perkusyjnego. Zachowuje się ona w sposób podobny do kota Schrödingera – jednocześnie wibruje i nie wibruje. Jest więc w superpozycji. Wykorzystanie mechanicznego kubitu mogłoby doprowadzić do powstania mechanicznych komputerów kwantowych, zdolnych do przeprowadzania długotrwałych, złożonych obliczeń.
Specjaliści, próbujący stworzyć mechaniczny kubit, mierzyli się z olbrzymim problemem związanym ze stanami energetycznymi. Standardowe kubity elektromagnetyczne zachowują się anharmonicznie, co oznacza, że pomiędzy ich stanami elektronicznymi istnienie nierównowaga energii i to właśnie czyni je użytecznymi kubitami. Z mechanicznymi rezonatorami, takimi jak wspomniana powyżej membrana, problem polega na tym, że są one harmoniczne. Poziomy energii pomiędzy wibracjami są równe, więc wykorzystanie ich jako kubitów jest niemożliwe. Zaproponowano więc rozwiązanie problemu, które miało polegać na połączeniu takiego mechanicznego oscylatora z najlepiej działającym elektromagnetycznym kubitem. Jednak czas działania takiej hybrydy uzależniony był od czasu dekoherencji kubita elektromagnetycznego. Całość nie sprawdzała się dobrze.
Naukowcy z Zurychu wpadli więc na inny pomysł. Ich kubit składa się z elementu piezoelektrycznego umieszczonego na szafirowej płytce – to część mechaniczna – połączonego z szafirowym anharmonicznym elementem.
Prototypowy układ osiąga czas koherencji rzędu 200 mikrosekund, działa więc 2-krotnie dłużej niż przeciętny kubit nadprzewodzący. Co prawda obecnie najlepsze kubity osiągają czas koherencji około 1 milisekundy, jest to więc około 5-krotnie dłużej niż mechaniczny kubit z Zurychu, ale mowa tutaj o wyjątkowych kubitach, nad którymi prace trwają od wielu lat.
Szwajcarscy naukowcy zapewniają, że eksperymentując z różnymi materiałami i architekturami będą w stanie znacząco wydłużyć czas koherencji ich kubitu.
Twórcy mechanicznego kubitu pracują teraz nad stworzeniem kwantowej bramki logicznej, odpowiednika bramek logicznych w tradycyjnych komputerach, za pomocą których przeprowadzane są obliczenia.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Przez lata uważano, że jedynie silnie zaangażowani politycznie, a jednocześnie mniej wykształceni odbiorcy informacji medialnych, przedkładają potwierdzenie własnych poglądów nad prawdę. Innymi słowy, że wierzą w informacje potwierdzające ich poglądy, niezależnie od tego, czy są prawdziwe. W ostatnich latach zaczęły się ukazywać badania, które wykazały, że konsumenci informacji – bez względu nad wykształcenie – przedkładają poglądy nad prawdę. W 2021 roku jedno z badań wykazało nawet, że wiarygodność informacji była oceniana czterokrotnie wyżej wówczas, gdy informacja potwierdzała poglądy odbiorcy. Nowe badania przynoszą więcej szczegółów na ten temat i pokazują, w jakim stopniu ludzie są skłonni poświęcić prawdę dla ideologii.
W czasie naszych badań obserwowaliśmy, że większą odgrywa polityczne samookreślenie niż prawda. Widzieliśmy to po obu stronach sporu politycznego, nawet u ludzi, którzy dobrze wypadali w testach racjonalnego rozumowania. Zdziwiło nas, jak szeroko rozpowszechnione to zjawisko. Ludzie bardzo mocno angażują się, by nie poznać niewygodnej prawdy, mówi główny autor badań, doktor Michael Schwalbe z Wydziału Psychologii w School of Humanities and Sciences na Uniwersytecie Stanforda.
Co interesujące, zjawisko to jest bardziej widoczne w przypadku prawdziwych informacji niż fałszywych, co oznacza, że ludzie z większym prawdopodobieństwem odrzucą prawdziwe informacje jeśli przeczą ich poglądom, niż zaakceptują fałszywe informacje, potwierdzające ich poglądy.
Wszyscy uważają, że to problem, który ich nie dotyczy. Twierdzą, że w ich przypadku jest inaczej. Jednak jak wykazują kolejne badania, to zjawisko stale występujące w całym spektrum poglądów politycznych i niezależny od wykształcenia. Problemem nie jest tutaj sama dezinformacja, a filtry, które zbudowaliśmy w naszym mózgu, mówi profesor Geoffrey L. Cohen.
Autorzy badań mówią, że ich wyniki różnią się od badań wcześniejszych, ze względu na inną metodologię. Na przykład wcześniejsze badania korzystały z prawdziwych nagłówków prasowych, a Cohen i Schwalbe stworzyli własne nagłówki. Ponadto podczas wcześniejszych badań osoby biorące w nich udział miały wgląd w to, z jakich mediów pochodziły prezentowane im nagłówki i informowano ich, jaki jest cel badań. Uczeni ze Stanforda nie zdradzili, co naprawdę badają. Poinformowali badanych, że chodzi o kwestie związane z pamięcią i komunikacją, wykorzystali też pytania dotyczące tych właśnie zagadnień, by badani nie domyślili się prawdziwego celu eksperymentu.
Cohen i Schwalbe prowadzili swoje badania w 2020 roku, podczas wcześniejszych wyborów, które Donald Trump przegrał z Joe Bidenem. Zespół naukowy przedstawił badanym fałszywe nagłówki prasowe, na przykład Trump pokonał arcymistrza szachowego czy Trump, przebrany za papieża, wziął udział prywatnej orgii z okazji Halloween. Okazało się, że obie strony sporu politycznego bardziej wierzyły w fałszywe informacje potwierdzające ich poglądy, niż w prawdziwe informacje przeczące ich poglądom.
Naukowcy zauważyli, że jednym z głównych powodów odrzucania prawdy na rzecz własnej ideologii, jest coraz silniejsze skupienie się na mediach przedstawiających jeden punkt widzenia oraz przekonanie o obiektywizmie i braku tendencyjności po własnej stronie sporu politycznego w porównaniu ze stroną przeciwną. Innymi słowy, im kto więcej konsumował informacji z mediów prezentujących jego punkt widzenia i im bardziej był przekonany, że jego strona sporu politycznego jest obiektywna, tym bardziej odrzucał niewygodną prawdę na rzecz potwierdzenia swoich poglądów. Sytuację pogarsza zamykanie się we własnych bańkach informacyjnych w mediach społecznościowych.
Schwalbe i Cohen mówią, że problemu tego nie rozwiąże walka z fałszywymi informacjami, gdyż ludzie odrzucają prawdziwe informacje, które nie potwierdzają ich poglądów. Zdaniem uczonych, ważną rolę mogłoby odegrać nauczenie ludzi nieco intelektualnej skromności. Uświadomienie konsumentom informacji, że rozum może ich zwodzić i nauczenie ich kwestionowania swojego punktu widzenia, gdyż nie jest on jedynym słusznym i prawdziwym.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy ze szwedzkiego Uniwersytetu Technologicznego Chalmersa poinformowali, że są jednym z pierwszych, którym udało się stworzyć materiał zdolny do przechowywania fermionów Majorany. Fermiony Majorany mogą być stabilnymi elementami komputera kwantowego. Problem z nimi jest taki, że pojawiają się w bardzo specyficznych okolicznościach.
Na całym świecie trwają prace nad komputerami kwantowymi. Jednym z najpoważniejszych wciąż nierozwiązanych problemów jest niezwykła delikatność stanów kwantowych, które łatwo ulegają dekoherencji, tracąc superpozycję, czyli zdolność do jednoczesnego przyjmowania wielu wartości.
Jednym z pomysłów na komputer kwantowy jest wykorzystanie do jego budowy fermionów Majorany. Para takich fermionów, umieszczonych w odległych częściach materiału, powinna być odporna na dekoherencję.
Problem jednak w tym, że w ciałach stałych fermiony Majorany pojawiają się wyłącznie w nadprzewodnikach topologicznych. To nowy typ materiału, który bardzo rzadko jest spotykany w praktyce. Wyniki naszych eksperymentów zgadzają się z teoretycznymi przewidywaniami dotyczącymi topologicznego nadprzewodnictwa, cieszy się profesor Floriana Lombardi z Laboratorium Fizyki Urządzeń Kwantowych na Chalmers.
Naukowcy rozpoczęli pracę od topologicznego izolatora z tellurku bizmutu (Bi2Te3). Izolatory topologiczne przewodzą prąd wyłącznie na powierzchni. Wewnątrz są izolatorami. Uczeni z Chalmers pokryli swój izolator warstwą aluminium, które w bardzo niskiej temperaturze jest nadprzewodnikiem. W takich warunkach do izolatora topologicznego przeniknęła nadprzewodząca para elektronów, przez co topologiczny izolator wykazywał właściwości nadprzewodzące, wyjaśnia profesor Thilo Bauch.
Jednak wstępne pomiary wykazywały, że uczeni mają do czynienia ze standardowym nadprzewodnictwem w Bi2Te3. Gdy jednak naukowcy ponownie schłodzili swój materiał, by dokonać kolejnych pomiarów, sytuacja uległa nagłej zmianie. Charakterystyki nadprzewodzących par elektronów różniły się od siebie w zależności o kierunku. Takie zachowanie nie jest zgodne ze standardowym nadprzewodnictwem. Zaczęły zachodzić niespodziewane, ekscytujące zjawiska, mówi Lombardi.
Istotnym elementem tego, co się wydarzyło był fakt, że zespół Lombardi – w przeciwieństwie do wielu innych grup, które prowadziły podobne eksperymenty – użył platyny do połączenia izolatora topologicznego z aluminium. Wielokrotne chłodzenie doprowadziło do wzrostu napięć w platynie, przez co doszło do zmian właściwości nadprzewodnictwa. Analizy wykazały, że w ten sposób najprawdopodobniej uzyskano topologiczny nadprzewodnik.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.