Kvantové počítače pomôžu pri hľadaní nových exotických materiálov

0

Malý britský startup vyvinul algoritmus, ktorý významne znižuje výpočtový výkon kvantového počítača potrebný na spustenie výpočtu, ktorý by mohol pripraviť cestu pre vývoj nových exotických materiálov. Výskumníci z firmy Phasecraft a z Bristolskej univerzity ukázali, že dôležitý problém kvantovej fyziky, ktorý je na dnešných superpočítačoch príliš ťažko riešiteľný, by mohol byť na dosah pre kvantové počítače, a to oveľa skôr, ako predpovedala väčšina odborníkov.

Kvantové počítače využívajú zvláštne vlastnosti kvantovej fyziky na vykonávanie svojich výpočtov. Vďaka tomu by mohli byť podstatne výkonnejšie ako dnešné najrýchlejšie superpočítače. No zatiaľ na nich boli spustené iba projekty na overenie konceptu a nie sú dostatočne výkonné na simulovanie zložitých systémov, napríklad na modelovanie interakcií na subatomárnej alebo molekulárnej úrovni.

Podľa Johna Mortona, spoluzakladateľa spoločnosti Phasecraft a profesora kvantovej fyziky na University CollegeLondon, kvantové počítače zatiaľ riešili len „hračkárske problémy“ s cieľom ukázať, že kvantový počítač dokáže niečo, čo bežný superpočítač nezvládne. Phasecraft sa však v článku publikovanom v akademickom časopise PhysicalReview B venuje riešeniu problému nazývaného Fermiho-Hubbardov model, ktorý opisuje správanie sa triedy subatomárnych častíc známych ako fermióny, medzi ktoré patria aj elektróny, ktoré „preskakujú“ medzi atómami v tuhých látkach.

NEXTECH

Schopnosť vypočítať tento model je dôležitý krok k vytvoreniu materiálov, ktoré budú vykazovať supravodivé vlastnosti bez potreby ich udržiavania pri veľmi nízkych teplotách. Tím z Phasecraftu dokázali, že na riešenie Fermiho-Hubbardovho modelu by sa mohol použiť algoritmus, ktorý kombinuje kvantové a klasické prvky pomocou kvantového počítača s asi 8000 bránami, čo je termín označujúci počet logických operácií, ktoré kvantový počítač môže vykonávať.

To je len desatina z počtu kvantových brán, ktoré sa predtým považovali za potrebné na vyriešenie modelu. Existujúce kvantové počítače už majú dostatok jednotiek kvantového spracovania, známych ako qubity, aby teoreticky mohli vykonávať tento počet logických operácií, zatiaľ však vedci neprišli na to, ako zostaviť obvody tejto veľkosti. Spoločnosť IBM už oznámila svoje plány na vybudovanie kvantového počítača s veľkosťou 1000 qubitov do roku 2023. S kvantovým počítačom tejto veľkosti je možné, že vedci budú schopní zostaviť obvod s dostatkom brán na riešenie Fermiho-Hubbardovho modelu pomocou algoritmu, ktorý predviedol Phasecraft.

Zdroj: fortune.com.

Zobrazit Galériu

Redakcia

Všetky autorove články

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať