I rubriken "Låt oss prata om vetenskap" föreslår vi idag frågan om upptäckten av australiensiska forskare inom datateknikområdet.
En forskargrupp från University of Sydney, ledd av professor Arne Grimsmo, studerar problemen med att skapa och förbättra de så kallade kvantdatorerna. Skillnaden mellan dessa datorer och de vanliga är i den informationsredovisningsteknik som används. Om de i vanliga datorer arbetar med bitar - ett av värdena 0 eller 1 vid ett eller annat tillfälle, så går operationer i kvantdatorer med qubits (kvantbitar), när både 0 och 1 kan vara samtidigt .
I en eller annan form har kvantdatorer och deras modeller presenterats sedan tidigt 2000-tal, men utvecklingen av den här typen av teknik försvåras av att ständigt "popp upp" kvantfel. Dessa fel gör det faktiskt möjligt att använda kvantdatorer för att lösa ett litet antal problem. Det finns inte tillräckligt med mångsidighet som är bekant med datorteknik.
Australiska forskare är entusiastiska över att minska antalet nämnda fel i kvantdatorer.
En grupp specialister har utvecklat speciella kvantkorrigeringskoder. Dessa koder är strukturerade i ett speciellt utrymme av ett kvantsystem som består av bosoner.
Arne Grimsmo:
Det fina med dessa koder är att de är plattformsoberoende och kan designas för att fungera med en mängd olika kvanthårdvarusystem. Många olika typer av bosoniska felkorrigeringskoder har demonstrerats experimentellt. Vi har kombinerat dessa koder till en gemensam struktur.
Forskare rapporterar att nyckeln till att minska antalet fel är användningen av teorin om Gilberts rymd. Det är en matematisk abstraktion som möjliggör oändlig dimensionalitet.
Från materialet från australiensiska forskare:
Kvantdatorer utför sina uppgifter genom att koda information med hjälp av kvantöverlagring, en grundläggande aspekt av naturen där slutresultatet av ett fysiskt system förblir osäkert tills det mäts. Fram till denna punkt finns information i ett tillstånd av flera möjliga utfall.
Forskare i forskning använder "de enklaste bosonerna" - fotoner (masslösa delar av elektromagnetisk energi i det synliga spektrumet eller, om förenklat, "ljuspartiklar"). Detta gör det möjligt att minska antalet fel i kvantsystem, där redovisning utförs för flera partiklar på en gång, "särskiljbara från varandra". Till exempel är antalet fel extremt högt när jon- och elektronflöden betraktas som "bärare" av information. Men om vi betraktar "oskiljbara partiklar" - samma fotoner - så kan vi minska antalet kvantsystem som behövs för att skapa en dator. Och där det finns färre sådana system, finns det färre fel.
Forskarna hoppas att deras grundläggande arbete kommer att bidra till att bygga en färdplan för feltolerans inom kvantberäkningar och skapa kvantdatorer för ett brett spektrum av applikationer: från att lösa kryptoproblem till att simulera superkomplexa naturliga och tekniska processer.