Учёные заявляют: квантовое состояние компьютера определит кольцо «β-Bi2Pd»

Учёные заявляют: квантовое состояние компьютера определит кольцо «β-Bi2Pd»

Квантовые компьютеры, похоже, придвинулись ещё на один шаг ближе к современному обществу, благодаря новому открытию специалистов университета Джона Хопкинса. Учёные обнаружили, что определенный сверхпроводящий материал обладает особыми свойствами. Эти свойства допустимо использовать под строительные блоки технологий будущего. По результатам открытия опубликован материал на страницах издания «Science».

Новый фактор производства

Современные компьютеры используют для хранения информации биты, представленные электрическим напряжением или импульсом тока. Биты существуют избирательно двумя состояниями: «0» — «1». Компьютеры, подчиняющиеся законам квантовой механики, действуют на квантовых битах (кубитах), для которых характерными являются не только два отмеченных состояния, но ещё и суперпозиция двух состояний.

Эта способность использования кубитов определяет намного большую мощность квантовых компьютеров по сравнению с теми существующими аппаратами, что применяются сегодня. Решение определённых типов задач:

  • искусственного интеллекта,
  • разработки лекарств,
  • криптографии,
  • финансового моделирования,
  • прогнозирования погоды и т.д.,

всё это приобретает совершенно иной фактор производства на случай появления квантовых компьютеров.

Давно известным примером кубита является так называемый «кот Шредингера», — гипотетический кот, способный пребывать одновременно в состоянии мёртвого и живого. Более реалистичной, осязаемой реализацией кубита видится кольцо, изготовленное из сверхпроводящего материала, — магнитный кубит.

Структура такого кольца поддерживает одновременное существование двух состояний с протекающими токами в противоположных направлениях. Однако для существования между двумя состояниями, кубитам, использующим традиционные сверхпроводники, требуется очень точное внешнее магнитное поле, что затрудняет практическое внедрение.

Особенности кольца «β-Bi2Pd»

И вот, в рамках проведения очередных исследований, специалисты университета Джона Хопкинса обнаружили следующие моменты: кольцо «β-Bi2Pd» уже естественным образом существует между двумя состояниями в отсутствие внешнего магнитного поля. Ток по своей природе циркулирует одновременно через кольцо «β-Bi2Pd» в прямом и противоположном направлениях.

Следующим шагом исследований учёные видят поиск майорановских фермионов в кольце «β-Bi2Pd». Майорановские фермионы — частицы, являющиеся также античастицами сами по себе. Майорановские фермионы необходимы для следующего уровня устойчивых к разрушению квантовых компьютеров.

Таким образом, благодаря серии экспериментов, учёные обнаружили, что тонкие плёнки «β-Bi2Pd» обладают особыми свойствами, необходимыми для будущего квантовых вычислений. Кольцо «β-Bi2Pd» уже существует в идеальном состоянии и не требует каких-либо дополнительных модификаций для работы. Этот факт обещает изменить течение процесса разработки квантовых компьютеров.


При помощи информации: JHU