ได้รับการแก้ไขเกี่ยวกับการคำนวณควอนตัม

ได้รับการแก้ไขเกี่ยวกับการคำนวณควอนตัม

แม้ว่าการประชุม APS มีนาคมจะเสร็จสิ้นเมื่อวันศุกร์ที่แล้ว และตอนนี้ฉันอยู่ที่นิวยอร์กเพื่อไปเยี่ยมห้องแล็บและนักฟิสิกส์อีกสองสามคนในเมือง (เพิ่มเติมในภายหลัง) ฉันยังคงเล่นตามทัน ขอบคุณการพูดคุยที่น่าสนใจมากมายที่ การประชุม. หนึ่งในเซสชันที่น่าสนใจที่สุดของสัปดาห์ที่แล้วและค่อนข้างเป็นที่นิยมในตอนนั้น มีพื้นฐานมาจาก“20 ปีของการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัม”และฉันได้เข้าร่วม

การบรรยาย

เปิดโดยนักฟิสิกส์ ฉันมีโอกาสพูดคุย หลังจากการพูดคุยของเขา และเราได้พูดคุยกันว่าทำไมเขาถึงคิดว่าเราอยู่ไม่ไกลจากการปฏิวัติควอนตัมที่แท้จริง ในกรณีที่คุณยังไม่เจอหัวข้อนี้ การแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมเป็นวิทยาศาสตร์ของการปกป้องข้อมูลควอนตัม (หรือ qubits) จากข้อผิดพลาดที่จะเกิดขึ้น

เนื่องจากข้อมูลได้รับอิทธิพลจากสภาพแวดล้อมและสัญญาณรบกวนควอนตัมประเภทอื่นๆ ทำให้เกิด และสูญเสียสถานะควอนตัม แม้ว่าอาจดูเหมือนเร็วเกินไปที่นักวิทยาศาสตร์ได้แก้ไขปัญหานี้มาเกือบสองทศวรรษแล้วในขณะที่ยังไม่มีการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมจริงๆ แต่เรารู้ว่าเราต้องคำนึงถึงข้อผิดพลาด

ดังกล่าวหากคอมพิวเตอร์ควอนตัมของเราประสบความสำเร็จ จะมีความจำเป็นอย่างยิ่งหากเราต้องการบรรลุการประมวลผลควอนตัมที่ทนทานต่อความผิดพลาด ซึ่งสามารถจัดการกับสัญญาณรบกวนทุกประเภทภายในระบบ ตลอดจนความผิดพลาดในฮาร์ดแวร์ (เช่น เกทผิดพลาด) หรือแม้กระทั่งการวัด

ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา งานทางทฤษฎีในภาคสนามทำให้นักวิทยาศาสตร์มั่นใจว่าการคำนวณแบบควอนตัมในอนาคตจะสามารถปรับขนาดได้ Preskill กล่าวว่า “มันน่าตื่นเต้นเพราะนักทดลองกำลังจริงจังกับมันในตอนนี้” ในขณะที่ในตอนแรกความสนใจนั้นเน้นไปที่ทฤษฎีเป็นหลัก ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์

จะสร้างสัญญาณรบกวนในระบบควอนตัมขึ้นมาเทียมเพื่อแก้ไข แต่ตอนนี้การคำนวณควอนตัมจริงสามารถแก้ไขได้แล้ว กล่าวว่าหนึ่งในสิ่งสำคัญที่ทำให้การแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมเปลี่ยนไปอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาคือการปรับปรุงอย่างเข้มข้นของฮาร์ดแวร์ที่ใช้ เช่น เกทที่ดีขึ้นด้วย

การประมวล

ผลหลาย พร้อมกัน วันนี้เรามีมากมายให้เลือกใช้งาน ซึ่งรวมถึงตัวนำยิ่งยวดที่เป็นที่นิยมตลอดกาล (ซึ่งมีความเสถียรและเหมาะสมที่สุดในคอมพิวเตอร์ควอนตัมจริง), (ซึ่งน่าจะดีสำหรับการสื่อสาร)( โดยพื้นฐานแล้วสามารถทำซ้ำได้และปรับขนาดได้ถึง 50–100 qubits ได้ง่าย) สิ่งเหล่านี้มีข้อดีและข้อเสีย

ของตัวเอง กลุ่มทดลองและบริษัทต่างๆ ทั่วโลกกำลังทำงานเพื่อเปลี่ยนหนึ่งในนั้นให้เป็นองค์ประกอบหลักของคอมพิวเตอร์ควอนตัมเครื่องแรก ด้วยวงจรตัวนำยิ่งยวดและกับดักไอออน นักวิทยาศาสตร์สามารถแก้ไขเกทสองควิบิตเพื่อให้มีอัตราความผิดพลาดน้อยกว่า 1% และผลลัพธ์บางส่วน

ได้ถูกนำเสนอในเซสชัน น่าแปลกที่ภารกิจแก้ไขข้อผิดพลาดทางควอนตัมได้ช่วยปรับปรุงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับฟิสิกส์ด้านอื่นๆ เช่น เฟสทอพอโลยีของสสาร และข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ เกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงของควอนตัม ซึ่งเมื่อมองแวบแรกดูเหมือนไม่เกี่ยวข้องกัน มุมมองด้านจักรวาลวิทยาเป็นที่สนใจ

เป็นพิเศษสำหรับ l ผู้ซึ่งมองหาการจำลองไดนามิกของการตกแต่งภายในของหลุมดำ ซึ่งสามารถทำได้ “โดยใช้ระบบควอนตัมที่มีความยุ่งเหยิงสูงภายใต้สถานการณ์ที่เหมาะสม” เขากล่าว อันที่จริง ในสไลด์สุดท้ายของการพูดคุยของเขาอ้างถึงอดีต ของเขาว่า “ตอนนี้เป็นเวลาสำหรับนักวิทยาศาสตร์

ข้อมูลควอนตัมที่จะกระโดดลงไปในหลุมดำ” แนวคิดนี้ได้รับความสนใจจากนักวิจัยจำนวนมากในทั้งสองสาขา และตอนนี้ได้ก่อให้เกิด ความ ร่วมมือซึ่งได้รับทุนสนับสนุนจากมูลนิธิไซมอนส์ ความร่วมมือนี้หวังที่จะทำลายกำแพงกั้นระหว่างฟิสิกส์พื้นฐานและทฤษฎีข้อมูลควอนตัมโดยการนำผู้เล่นชั้นนำ

จากทั้งสอง

สาขามารวมกัน และคนอื่นๆเพื่อ “ส่งเสริมการสื่อสาร การศึกษา และความร่วมมือระหว่างกัน ซึ่งจะทำให้ทั้งสองสาขามีความก้าวหน้า และแก้ปัญหาที่ลึกที่สุดในฟิสิกส์ในที่สุด” อย่างไรก็ตาม ตอนนี้เรารู้มากพอที่จะมีอิทธิพลต่อนโยบายแล้ว ตัวอย่างเช่น นักวิทยาศาสตร์ ได้ร่วมมือกับนักเศรษฐศาสตร์

ในการประเมินผลประโยชน์ทางการเงินของการปลูกต้นไม้ข้างถนน ตั้งแต่การลดต้นทุนด้านพลังงานไปจนถึงการลดต้นทุนด้านสุขภาพจากมลพิษทางอากาศ แบบจำลองทางเศรษฐกิจที่พวกเขาสร้างขึ้น แบบจำลอง แสดงให้เห็นว่าสำหรับเงินทุก ๆ ดอลลาร์ที่ใช้ในการปลูกและบำรุงรักษาต้นไม้ข้างถนน 

จะประหยัดเงินได้ 5 ดอลลาร์ ในนิวยอร์ก ความรู้นี้เมื่อรวมกับการสนับสนุนจากนายกเทศมนตรีไมเคิล บลูมเบิร์ก ได้ขับเคลื่อนการปลูกต้นไม้เพิ่มเติมตามท้องถนนปีละ 20,000 ต้น ขณะที่บอริส จอห์นสัน นายกเทศมนตรีลอนดอนก็มุ่งมั่นที่จะปลูกต้นไม้ริมถนนเพิ่มเติมอีก 10,000 ต้นในช่วงที่เขาดำรงตำแหน่ง 

สำนักงาน. เช่นเดียวกับต้นไม้ กรณีทางกายภาพและทางเศรษฐกิจสำหรับหลังคาเขียวหมายความว่า

พวกมันกำลังถูกดัดแปลงให้เข้ากับอาคารจำนวนมากขึ้น กว่าอุณหภูมิในชนบทโดยรอบ ทางกายและความใกล้ชิด แต่ถึงแม้จะฟังดูหวานและโรแมนติก แต่ก็อาจจบลงอย่างเลวร้ายได้เช่นกัน” เขากล่าว

วิธีการรักษาด้วยรังสีที่ใช้โฟตอนเหล่านี้มีประสิทธิภาพและใช้กันอย่างแพร่หลาย แล้วอะไรคือแรงจูงใจในการใช้ลำแสงอนุภาคแทน? เหตุผลนั้นชัดเจนและขึ้นอยู่กับฟิสิกส์ของการหยุดรังสีในสสาร

ปฏิสัมพันธ์ของรังสีในร่างกาย เมื่อโฟตอนพลังงานสูงหรือลำอนุภาคแพร่ผ่านเนื้อเยื่อของมนุษย์ 

มันจะมีปฏิกิริยากับโมเลกุลในเนื้อเยื่อเหล่านั้น โดยส่วนใหญ่ผ่านทางอิเล็กตรอนของพวกมัน โฟตอนหรืออนุภาคของลำแสงส่งพลังงานจลน์ไปยังอิเล็กตรอนที่มีปฏิสัมพันธ์ด้วย ซึ่งมากเกินพอที่จะปลดปล่อยอิเล็กตรอนเหล่านี้ออกจากอะตอมและโมเลกุล อิเล็กตรอนอิสระเหล่านี้จะมีปฏิสัมพันธ์ในท้องถิ่นต่อไป ผลลัพธ์ตามเส้นทางของลำแสงคือการแตกพันธะของโมเลกุล การแตกตัวเป็นไอออน 

แนะนำ เว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์ wallet