Ein 3D-gerendertes Bild einer futuristischen Platine. 4X-Bild / iStock
Quantencomputer stellen hohe Anforderungen an ihr zugrundeliegendes Material.
Allerdings stellen Supraleiter eine Möglichkeit dar, Elektrizität ohne Widerstand zu leiten, sobald sie auf ausreichend niedrige Temperaturen abgekühlt sind, weshalb sie eine ideale Ressource in einer Welt sind, die am härtesten versucht, den Energieverbrauch zu senken. Aber eine neu entdeckte und seltene Art von Supraleitern könnteden Kurs von Quantencomputern ändern.
Eine Gruppe von Forschern entdeckte einen neuen und seltenen topologischen Supraleiter namens LaPt3P, der laut einer aktuellen Studie von zentraler Bedeutung für die aufstrebende Industrie des Quantencomputings werden könnteveröffentlicht in der ZeitschriftNaturkommunikation.
Ein neuer Supraleiter vermeidet einen üblichen Haken beim Quantencomputing
SupraleiterAusstellungsquanteneigenschaften auf der Skala gewöhnlicher Alltagsgegenstände, was sie zu vielversprechenden Kandidaten für den Bau von Computern macht, die Quantenphysik zur Datenspeicherung und Rechenoperationen nutzen, die so fortschrittlich sind, dass sie in einigen Bereichen sogar die neuesten Supercomputer deutlich übertreffen. Dies hat einen Schub verursachtvon führenden Technologieunternehmen wie IBM, Microsoft, Google und anderen nachgefragt, um Quantencomputer über Supraleiter auf die industrielle Ebene zu skalieren.
Die Forschung der Studie stammt von Forschern der University of Kent sowie vom STFC Rutherford Appleton Laboratory. Vor ihrer Entdeckung waren Supraleiter in einen Haken geraten. Die elementaren Einheiten von Quantencomputern Qubits sind hochempfindlich und verlieren leicht ihr QuantumEigenschaften von elektromagnetischen Feldern, zusätzlich zu Kollisionen mit Luftpartikeln und Hitze.Eine Möglichkeit, Qubits vor diesen Effekten zu schützen, besteht darin, widerstandsfähigere Versionen mit einer speziellen Klasse von Supraleitern zu schaffen: Topologische, die geschützte metallische Zustände auf ihren Oberflächen oder Grenzflächen beherbergen.
Topologische Supraleiter wie LaPt3P wurden durch Myon-Spin-Relaxationsexperimente in Verbindung mit einer hochkomplexen theoretischen Analyse entdeckt. Um zu überprüfen, dass die Eigenschaften des neuen Supraleiters nicht zufällig auf einen Instrumenten- oder Probenunfall zurückzuführen sind, verwendete das Forschungsteam zwei verschiedene Setsvon Proben, die in der ETH Zürich und der Universität Warwick präpariert wurden, und führte dann Myonenexperimente an zwei verschiedenen Arten von Myonenanlagen durch: eine im PSI, Schweiz, und eine andere in der ISIS Pulsed Neutron and Myon Source am STFC Rutherford Appleton Laboratory.
Komponenten des Quantencomputing könnten bald zusammenkommen
"Diese Entdeckung des topologischen Supraleiters LaPt3P hat ein enormes Potenzial im Bereich des Quantencomputings", sagte Sudeep Kumar Ghosh, ein Leverhulme Early Career Fellow in Kent und der Hauptforscher der neuen Studie. "Die Entdeckung eines so seltenen und erwünschtenKomponente demonstriert die Bedeutung der Myonenforschung für unsere alltägliche Welt." Und dies folgt einem großen Durchbruch im Quantencomputing. Diesen Februar, Forscher schickten verschränkte Qubit-Zustände über ein Kommunikationskabel, das einen Knoten eines Quantennetzwerks mit einem anderen verbindet. "Die Entwicklung von Methoden, die es uns ermöglichen, verschränkte Zustände zu übertragen, wird für das Quantencomputing von entscheidender Bedeutung sein", sagte Professor Andrew Cleland, leitender Wissenschaftler der Studie hinter dieser Studie, in ein Blogbeitrag auf der Website von UChicago.
Mit anderen Worten, mit einem neu entdeckten supraleitenden Material, das grundlegende Hindernisse für Quantencomputer überwindet, und Fortschritte in der "obersten Etage" haben bereits Erfolg bei der Kommunikation zwischen Quantennetzwerkknoten.die Morgendämmerung der Quantencomputer in der Lage, nicht nur hochkomplexe theoretische Physik zu lösen, sondern auch unsere Kommunikationsinfrastrukturen zu transformieren, ist jetzt näher als je zuvor.