Key takeaways
- Forskare säger att användning av tvådimensionella material kan leda till snabbare datorer.
- Upptäckten kan vara en del av en kommande revolution inom området som inkluderar kvantdatorer.
- Honeywell meddelade nyligen att de hade satt ett nytt rekord för kvantvolym, ett mått på övergripande prestanda.
De senaste framstegen inom fysik kan innebära betydligt snabbare datorer som leder till en revolution inom allt från läkemedelsupptäckt till att förstå effekterna av klimatförändringar, säger experter.
Forskare har upptäckt och kartlagt de elektroniska snurren i en ny typ av transistor. Denna forskning kan leda till snabbare datorer som drar fördel av elektronernas naturliga magnetism istället för bara deras laddning. Upptäckten kan vara en del av en kommande revolution inom området som inkluderar kvantdatorer.
"Kvantdatorer behandlar information på ett fundament alt annorlunda sätt än klassiska datorer, vilket gör det möjligt för dem att lösa problem som är praktiskt taget olösliga med dagens klassiska datorer", John Levy, medgrundare och VD för kvantdatorföretaget Seeqc, sa i en e-postintervju.
"Till exempel, i ett experiment utfört av Google och NASA genererades resultaten från en specifik kvantapplikation på ett litet antal minuter jämfört med de uppskattade 10 000 åren det skulle ta den kraftfullaste superdatorn i världen."
tvådimensionella material
I en nyligen genomförd upptäckt undersökte forskare ett nytt område som kallas spintronik, som använder elektronernas spinn för att utföra beräkningar. Nuvarande elektronik använder elektronladdningen för att göra beräkningar. Men det har visat sig svårt att övervaka elektronernas spinn.
Ett team ledd av avdelningen för materialvetenskap vid University of Tsukuba hävdar att de har använt elektronspinresonans (ESR) för att övervaka antalet och platsen för oparade spinn som rör sig genom en molybdendisulfidtransistor. ESR använder samma fysiska princip som MR-maskinerna som skapar medicinska bilder.
"Föreställ dig att bygga en kvantdatorapplikation som är tillräcklig för att simulera säkerheten och effekten av kliniska läkemedelsprövningar - utan att någonsin testa dem på en riktig person."
För att mäta transistorn behövde enheten kylas till bara 4 grader över absolut noll. "ESR-signalerna mättes samtidigt med dränerings- och grindströmmarna", säger professor Kazuhiro Marumoto, medförfattare till studien, i ett pressmeddelande.
En förening som kallas molybdendisulfid användes eftersom dess atomer bildar en nästan platt tvådimensionell (2D) struktur. "Teoretiska beräkningar identifierade ytterligare ursprunget till snurrorna", sa professor Małgorzata Wierzbowska, en annan medförfattare, i pressmeddelandet.
Framsteg inom kvantberäkning
Quantum computing är ett annat område inom datoranvändning som går snabbt framåt. Honeywell meddelade nyligen att de hade satt ett nytt rekord för kvantvolym, ett mått på övergripande prestanda.
"Denna höga prestanda, i kombination med lågfelsmätning i mitten av kretsen, ger unika möjligheter med vilka kvantalgoritmutvecklare kan förnya sig", sa företaget i releasen.
Medan klassiska datorer förlitar sig på binära bitar (ettor eller nollor), bearbetar kvantdatorer information via qubits, som på grund av kvantmekaniken kan existera antingen som en eller noll eller båda samtidigt som exponentiellt ökar processorkraften, Levy sa.
Quantumdatorer kan köra en rad betydande vetenskapliga och affärsmässiga problemapplikationer som tidigare ansetts vara omöjliga, sa Levy. De vanliga hastighetsmåtten som megahertz gäller inte för kvantberäkning.
Den viktiga delen med kvantdatorer handlar inte om hastighet på det sätt vi tänker om hastighet med traditionella datorer. "Faktum är att dessa enheter ofta fungerar i mycket högre hastigheter än kvantdatorer", sa Levy.
"Poängen är att kvantdatorer kan köra en rad viktiga vetenskapliga och affärsmässiga problemapplikationer som tidigare ansågs vara omöjliga."
Om kvantdatorer någonsin blir praktiska, är sätten tekniken kan påverka individers liv genom forskning och upptäckt oändliga, sa Levy.
"Föreställ dig att bygga en kvantdatorapplikation som är tillräcklig för att simulera säkerheten och effekten av kliniska läkemedelsprövningar - utan att någonsin testa dem på en riktig person", sa han.
"Eller till och med en kvantdatorapplikation som kan simulera hela ekosystemmodeller, vilket hjälper oss att bättre hantera och bekämpa effekterna av klimatförändringar."
Kvantdatorer i tidiga skeden finns redan, men forskare kämpar för att hitta en praktisk användning för dem. Levy sa att Seeqc planerar att inom tre år leverera "en kvantarkitektur som är byggd kring verkliga problem och har förmågan att skala för att möta företagens behov."
Quantum-datorer kommer inte att vara tillgängliga för den genomsnittliga användaren på flera år, sa Levy. "Men affärsapplikationerna för teknologin gör sig redan uppenbara i dataintensiva industrier som läkemedelsutveckling, logistikoptimering och kvantkemi", tillade han.
