นักวิทยาศาสตร์ชาวออสเตรเลียได้สร้างวงจรคอมพิวเตอร์ควอนตัมตัวแรกของโลก ซึ่งเป็นวงจรที่มีส่วนประกอบพื้นฐานทั้งหมดของชิปคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก แต่ใช้ในระดับควอนตัม การค้นพบสถานที่สำคัญซึ่งตีพิมพ์เมื่อวานนี้ในวารสาร Nature เป็นเวลาเก้าปีในการสร้าง
“นี่เป็นการค้นพบที่น่าตื่นเต้นในอาชีพการงานของฉัน” มิเชลล์ ซิมมอนส์ ผู้เขียนอาวุโสและนักฟิสิกส์ควอนตัม ผู้ก่อตั้ง Silicon Quantum Computing และผู้อำนวยการศูนย์ความเป็นเลิศด้านเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์และการสื่อสารควอนตัมของ UNSW กล่าวกับ ScienceAlert
ซิมมอนส์และทีมของเธอไม่เพียงสร้างสิ่งที่เป็นโปรเซสเซอร์ควอนตัมที่ใช้งานได้จริงเท่านั้น พวกเขายังประสบความสำเร็จในการทดสอบด้วยการจำลองโมเลกุลขนาดเล็กที่แต่ละอะตอมมีสถานะควอนตัมหลายสถานะ ซึ่งเป็นสิ่งที่คอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมอาจพยายามทำได้ยาก
สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าตอนนี้เราเข้าใกล้การควบคุมพลังของการประมวลผลแบบควอนตัมในที่สุด เพื่อทำความเข้าใจโลกรอบตัวเราให้ดียิ่งขึ้น แม้ในระดับที่เล็กที่สุด
"ในทศวรรษที่ 1950 Richard Feynman กล่าวว่าเราจะไม่มีวันเข้าใจว่าโลกทำงานอย่างไร - ธรรมชาติทำงานอย่างไร - เว้นแต่เราจะเริ่มทำในระดับเดียวกันได้" Simmons กล่าวกับ ScienceAlert “หากเราเริ่มเข้าใจวัสดุในระดับนี้ เราก็สามารถสร้างสิ่งที่ไม่เคยทำมาก่อนได้ คำถามคือจะควบคุมธรรมชาติในระดับนี้ได้อย่างไร"
เพื่อก้าวกระโดดในด้านควอนตัมคอมพิวเตอร์ นักวิจัยได้ใช้กล้องจุลทรรศน์อุโมงค์สแกนในสุญญากาศสูงพิเศษเพื่อวางจุดควอนตัมด้วยความแม่นยำระดับนาโนเมตร ตำแหน่งของแต่ละจุดควอนตัมต้องถูกต้อง เพื่อให้โครงร่างสามารถเลียนแบบการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนไปตามแถวของคาร์บอนด้วยพันธะหนึ่งหรือสองพันธะในโมเลกุลโพลีอะเซทิลีน
ส่วนที่ยากที่สุดคือการหาจำนวนอะตอมของฟอสฟอรัสในแต่ละควอนตัมดอท ระยะห่างที่แน่นอนระหว่างแต่ละจุด จากนั้นจึงออกแบบเครื่องที่สามารถวางจุดเล็กๆ ตามลำดับที่แม่นยำภายในชิปซิลิกอน หากจุดควอนตัมดอทใหญ่เกินไป ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสองจุดจะกลายเป็น "ใหญ่เกินกว่าจะควบคุมโดยอิสระจากกัน" นักวิจัยกล่าว
ที่น่าสนใจเช่นกัน:
- IBM ได้ประกาศแผนการสร้างโปรเซสเซอร์ควอนตัม 4000 qubit
- นักวิจัยทำลายสถิติโลกสำหรับการสื่อสารที่เข้ารหัสด้วยควอนตัม
โพลีอะเซทิลีนถูกเลือกเนื่องจากเป็นแบบจำลองที่รู้จักกันดี ดังนั้นจึงสามารถใช้เพื่อพิสูจน์ว่าคอมพิวเตอร์สร้างแบบจำลองการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนผ่านโมเลกุลได้อย่างถูกต้อง
เนื่องจากปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์มีความเข้าใจอย่างจำกัดเกี่ยวกับการทำงานของโมเลกุลในระดับอะตอม จึงมีข้อสันนิษฐานมากมายที่เกี่ยวข้องกับการสร้างวัสดุใหม่ Simmons กล่าวว่า "หนึ่งในจอกศักดิ์สิทธิ์นั้นสร้างตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงมาโดยตลอด" การประยุกต์ใช้ควอนตัมคอมพิวติ้งที่เป็นไปได้อีกประการหนึ่งคือการศึกษาการสังเคราะห์ด้วยแสงเทียมและวิธีที่แสงถูกแปลงเป็นพลังงานเคมีผ่านปฏิกิริยาลูกโซ่อินทรีย์
ปัญหาใหญ่อีกประการหนึ่งที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถแก้ไขได้คือการสร้างปุ๋ย ปัจจุบันพันธะสามของไนโตรเจนถูกทำลายลงภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิและความดันสูงโดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเหล็กเพื่อสร้างไนโตรเจนคงที่สำหรับปุ๋ย การหาตัวเร่งปฏิกิริยาอื่นที่สามารถทำให้ปุ๋ยมีประสิทธิภาพมากขึ้นสามารถประหยัดเงินและพลังงานได้มาก
คุณสามารถช่วยยูเครนต่อสู้กับผู้รุกรานรัสเซีย วิธีที่ดีที่สุดคือบริจาคเงินให้กับกองทัพยูเครนผ่าน เซฟไลฟ์ หรือทางเพจอย่างเป็นทางการ NBU.
อ่าน:
- คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ไม่มีการระบายความร้อนเครื่องแรกของโลกได้รับการติดตั้งในออสเตรเลีย
- นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบวิธีที่จะรวมทฤษฎีสัมพัทธภาพและกลศาสตร์ควอนตัมเข้าด้วยกัน