Квант компьютерийн ирээдүй: Хурд ба найдвартай байдал
Квант компьютер нь асар өндөр хурдны тооцоолол хийх асар их боломжтой ч найдвартай байдлын хувьд томоохон сорилттой тулгардаг. Квант битүүд (qubit) маш эмзэг учир өчүүхэн саад ч тооцооллыг бүрэн дуусахаас өмнө алдагдуулж болзошгүй.
Энэ эмзэг байдлыг шийдэх ирээдүйтэй нэг арга нь топологийн квант тооцоолол юм. Энэ технологи нь мэдээллийг онцгой шинж чанартай бөөмсийн орон зайн төлөвт хадгалснаар гадны дуу чимээ, алдаанаас хамгаалдаг.
Браидингийн үндэс
Квант тооцоололд браидинг гэж нэрлэгдэх арга нь тусгай бөөмсийг орон зайд нэг нэгнийх нь эргэн тойронд тодорхой дарааллаар хөдөлгөж тооцоолол хийх явц юм. Бөөмсийн байрлалыг солих дараалал нь тэдгээрийн нийлмэл квант төлөвт төвөгтэй боловч урьдчилан тооцоолох боломжтой өөрчлөлт оруулдаг.
Энэ үйл явц нь бөөмсийн хөдөлгөөний замаас хамаардаг болохоос хөдөлгөөний хурд, хугацаанаас үл шалтгаална. Энэ чанар нь браидингийг олон төрлийн дуу чимээ болон алдаанаас хамгаалж, найдвартай квант компьютер бүтээхэд гол түлхүүр болгодог.
Квант тооцооллын бүх нийтийн байдал
АНУ-ын Дорнсифийн коллежийн профессор Аарон Д. Лаудагийн баг уламжлалт бус онол ашиглан Ising төрлийн бөөмсийн багцыг өргөжүүлж, бүх нийтийн квант тооцоолол хийх боломжтойг харуулжээ.
“Зөвхөн нэг шинэ төрлийн бөөм нэмснээр браидингийн тусламжтайгаар бүх нийтийн квант тооцоолол хийх боломж бүрдэнэ” гэж судлаачид тайлбарласан байна.
Шинэ аргачлалд нэмэлт бөөмсийг тогтмол байлгаж, Ising бөөмсийг түүний эргэн тойронд хөдөлгөн квант хаалтуудыг хэрэгжүүлдэг. Энэ нь тоног төхөөрөмжийн шаардлагыг бууруулж, туршилт судалгаа зөвхөн браидингийн гүйцэтгэлд төвлөрөх боломжийг олгодог.
Шинэ математик хүрээ
Энэхүү шинэ шийдэл нь хагас энгийн бус топологийн квант талбайн онол дээр суурилна. Энэ онол нь стандарт хагас энгийн загварууд хаядаг математик объектуудыг хадгалж, дотоод бүтэцтэй уялдсан өөрчлөгдсөн математикийн загваруудыг ашигладаг.
Мөн энэ онол нь логарифмын тохирлын талбайн онолтой байгалийн холбоотой бөгөөд тодорхой бага энергийн төлөвүүдийг тайлбарлах чухал хэрэгсэл болж өгдөг. Ийм холбогдол нь конденсаторын системд α төрлийн бөөмс хэрхэн үүсч болохыг ойлгоход тусална.
Туршилтын ирээдүй
Теориос бодит төхөөрөмжид шилжих дараагийн алхам нь эдгээр бөөмсийг агуулж чадах материалыг тодорхойлох явдал юм. Үүнд фракцийн квант Холл төлөв болон топологийн хэт дамжуулагч дахь инженерийн согогууд орно.
Энэ үед зөвхөн нэмэлт бөөмсийг илрүүлэхээс гадна браидингийн явцад түүний тогтвортой байдлыг баталгаажуулах шаардлагатай. Эхний шатны туршилт нь Ising бөөмсийн уламжлалт тохиргооноос ялгаатай спектроскопийн шинж тэмдэг болон интерферометрийн хэв маягт төвлөрч магадгүй.
Хэрэв энэ шат амжилттай болбол эдгээр бөөмсийг практик квант төхөөрөмжид нэгтгэх тодорхой зам нээгдэх юм.
Эх сурвалж:
