Ang Covert Symmetry ay Maaaring Susi sa Ultra-Powerful Quantum Computers

Natuklasan ng mga mananaliksik na ang nakatago na mahusay na proporsyon ay maaaring maging susi sa mas matatag na mga sistemang kabuuan.

Ang mga mananaliksik ay nakakita ng isang paraan upang maprotektahan ang lubos na marupok na mga sistema ng kabuuan mula sa ingay; makakatulong ito sa disenyo at pag-unlad ng mga bagong aparato sa kabuuan tulad ng ultra-malakas na mga computer na kabuuan.

Ipinakita ng mga mananaliksik mula sa Cambridge University na ang mga mikroskopikong mga maliit na butil ay maaaring manatiling intrinsically naka-link o nakakabit sa mahabang distansya, kahit na may mga random na pagkagambala sa pagitan nila. Gamit ang matematika ng teoryang kabuuan, natuklasan nila ang isang simpleng pag-set up kung saan ang mga gusot na partikulo ay maaaring ihanda at patatagin kahit na may pagkakaroon ng ingay, gamit ang isang dating hindi kilalang mahusay na proporsyon sa mga system ng kabuuan.

Iniulat na mga resulta sa journal Mga Sulat sa Physical ReviewMagbukas ng isang bagong window sa mahiwagang mundo ng kabuuan na maaaring baguhin ang hinaharap na teknolohiya sa pamamagitan ng pagpepreserba ng mga dami ng epekto sa maingay na mga kapaligiran, na kung saan ay ang pinakamalaking balakid sa pagbuo ng ganitong uri ng teknolohiya. Ang pagsasamantala sa kakayahang ito ay nasa gitna ng mga ultra-mabilis na kabuuan ng mga computer.

“Hanggang sa makahanap kami ng isang paraan upang gawing mas matatag ang mga quantum system, malilimitahan ang kanilang mga aplikasyon sa totoong mundo.” – Shovan Dutta

Ang mga Quantum system ay itinayo sa kakaibang pag-uugali ng mga particle na antas ng atomic at maaaring baguhin ang paraan ng pagsasagawa ng mga kumplikadong kalkulasyon. Habang ang isang normal na computer bit ay isang electrical switch na maaaring itakda sa isa o zero, ang isang kabuuan na bit o qubit ay maaaring itakda sa isa, zero, o pareho nang sabay. Bukod dito, kapag ang dalawang qubits ay naharang, ang isang aksyon sa isa ay agad na nakakaapekto sa iba pa, gaano man kalayo kalayo. Ang dual state na ito ang nagbibigay ng lakas sa isang kwantum na computer. Ang isang computer na itinayo na may mga gusot na qubits sa halip na regular na mga piraso ay maaaring magsagawa ng mga kalkulasyon na higit sa mga kakayahan ng kahit na ang pinaka-makapangyarihang mga supercomputer.

Ang unang may-akda ng papel na si Dr. “Gayunpaman, ang qubits ay labis na makulit na mga bagay at ang kaunting ingay sa kanilang paligid ay maaaring maging sanhi ng mga ito upang maging gusot,” sabi ni Shovan Dutta. “Hanggang sa makahanap kami ng isang paraan upang gawing mas matatag ang mga quantum system, malilimitahan ang kanilang mga aplikasyon sa totoong mundo.”

Maraming mga kumpanya – partikular ang IBM at Google – ang nakabuo ng mga gumaganang computer na kabuuan, ngunit hanggang ngayon nalilimitahan ito sa mas mababa sa 100 qubits. Nangangailangan ang mga ito ng halos kumpletong paghihiwalay mula sa ingay at kahit na magkaroon ng isang napaka-habang-buhay na ilang microseconds. Ang parehong mga kumpanya ay may mga plano upang bumuo ng isang 1000 qubit kwantum computer sa susunod na ilang taon, ngunit ang mga computer na kabuuan ay hindi maaabot ang praktikal na paggamit maliban kung malutas ang mga isyu sa katatagan.

Ngayon, si Dutta at ang kapwa may-akda nito, si Propesor Nigel Cooper, ay natuklasan ang isang matatag na sistema ng kabuuan kung saan maraming mga pares ng qubit ang mananatiling nakakabit kahit na may maraming ingay.

Nagmomodelo sila ng isang atomic system sa pagbuo ng isang sala-sala kung saan ang mga atom ay masiglang nakikipag-ugnay sa bawat isa at nag-bounce mula sa isang rehiyon ng sala-sala sa isa pa. Nalaman ng mga may-akda na kung ang ingay ay idinagdag sa gitna ng hawla, hindi ito nakakaapekto sa mga maliit na butil na gumagalaw sa pagitan ng kaliwa at kanang mga gilid. Ang kamangha-manghang tampok na ito ay dahil sa isang espesyal na uri ng mahusay na proporsyon na pinapanatili ang bilang ng mga nasasangkot na mga pares.

“Hindi namin inaasahan ang ganitong uri ng nagpapatatag na gulo,” sabi ni Dutta. “Natagpuan namin ang nakatago na mahusay na proporsyon na napakabihirang sa mga maingay na system na ito.”

Ipinakita nila na ang tagong simetri na ito ay pinoprotektahan ang mga nakakabit na pares at pinapayagan ang kanilang mga numero na makontrol mula sa zero hanggang sa isang mas mataas na maximum na halaga. Ang mga katulad na resulta ay nalalapat sa isang malawak na hanay ng mga pisikal na sistema at maaaring magawa sa mga sangkap na mayroon na sa mga pang-eksperimentong platform at buksan ang paraan para sa mapigil ang pagkagambala sa isang maingay na kapaligiran.

“Ang hindi nakontrol na mga kaguluhan sa kapaligiran ay masama para sa kaligtasan ng dami ng mga epekto tulad ng pagkakagulo, ngunit maraming matutunan sa pamamagitan ng sadyang pagdidisenyo ng ilang mga uri ng mga kaguluhan at nakikita kung paano tumugon ang mga maliit na butil. “Ipinakita namin na ang isang simpleng uri ng karamdaman ay maaaring aktwal na makagawa at maprotektahan ang maraming magkakabit na mga pares, na kung saan ay isang mahusay na insentibo para sa mga pang-eksperimentong pagpapaunlad sa larangang ito.”

Inaasahan ng mga mananaliksik na patunayan ang kanilang mga natuklasang teoretikal sa mga eksperimento sa loob ng susunod na taon.

Sanggunian: “Long-Range Consistency at Multiple Steady States in a Lossy Qubit Sequence” nina Shovan Dutta at Nigel R. Cooper, Disyembre 9, 2020, Magagamit dito. Mga Sulat sa Physical Review.
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.125.240404

Ang pananaliksik ay pinondohan sa bahagi ng Engineering and Physical Science Research Council (EPSRC).

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang paglulunsad ng NASA Walnops rocket ay makikita sa East America

Mapa ng visibility ng Kinnet-X. Kredito: NASA A. Mission upang tuklasin ang transportasyon sa kalawakan gamit ang enerhiya a NASA Ang rocket na tunog...

Bakit kaya mahirap magamot ang COVID-19? Isang Komprehensibong Pagsuri sa Alam Namin

Lumalagong Mga Punto ng Katibayan ng Hindi Karaniwang Nakakahawang Profile Isang komprehensibong pagsusuri ng alam namin COVID-19 at kung paano ito gumagana ay nagmumungkahi na...

Nakikita ng NASA ang mga alon sa ibabaw ng dagat [Video]

Ang mga alon sa loob, o mga papasok na alon, ay maaaring umabot ng daan-daang mga paa sa ibaba ng ibabaw ng karagatan, ngunit...

Mga Kamangha-manghang Dinosauro na Naghahanap ng Kadiliman

Muling pagbuo ng Shuvuuia deserti artist. Kredito: Viktor Radermaker Ang maliit na dinosauro na nakatira sa disyerto ng Shuvuuia ay may natatanging paningin at...

Ang “Molecular glue” ay nagdaragdag ng kahusayan at ginagawang mas maaasahan ang pereskite solar cells sa paglipas ng panahon

Ginamit ng mga mananaliksik ang self-assemble na solong-layer na "molekular na pandikit" upang patigasin ang mga interface sa pereskite solar cells upang gawing mas...

Newsletter

Subscribe to stay updated.