คอมพิวเตอร์ควอนตัมอาจต้องมีการออกแบบใหม่เพื่อปกป้องพวกเขาจากรังสีพื้นหลัง นักฟิสิกส์กล่าว หลังจากการทดลองก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่ารังสีคอสมิกสามารถรบกวนการทำงานของควอนตัมบิตตัวนำยิ่งยวด (qubits) ได้อย่างรุนแรง ทีมงานนานาชาติที่นำแห่งมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน-เมดิสัน สหรัฐอเมริกา ได้สรุปว่าวิธีการแก้ไขข้อผิดพลาดชั้นนำไม่น่าจะเป็นไปได้ แก้ไขปัญหาด้วยตัวมันเอง
ในทางกลับกัน
และเพื่อนร่วมงานแนะนำว่าอาจต้องใช้การผสมผสานระหว่างการป้องกันและการเปลี่ยนแปลงในการออกแบบชิป qubit เพื่อรักษาข้อผิดพลาดให้อยู่ในระดับที่จัดการได้ รังสีคอสมิกสร้างความปวดหัวให้กับคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมมานานหลายทศวรรษ เมื่ออนุภาคพลังงานสูงเหล่านี้บินมาจากอวกาศ
และชนกับชิปคอมพิวเตอร์ซิลิกอน บิตหนึ่งหรือหลายบิตในชิปอาจเปลี่ยนสถานะหรือพลิกกลับในลักษณะที่โปรแกรมเมอร์ไม่ได้ตั้งใจ หากข้อผิดพลาดเหล่านี้ไม่ได้รับการแก้ไข ข้อบกพร่องที่สร้างความเสียหายอาจส่งผลให้เกิดการบาดเจ็บต่อผู้โดยสารในเที่ยวบินของแควนตัสหลังจากข้อผิดพลาด
ในการพลิกบิตให้ข้อมูลที่ไม่ถูกต้องไปยังอุปกรณ์ของเครื่องบินการแก้ไขข้อผิดพลาดของรหัสพื้นผิวสำหรับควอนตัมคอมพิวเตอร์ ปัญหาจะซับซ้อนกว่าเนื่องจากสถานะคิวบิตสามารถพลิกกลับได้สองทิศทาง (แทนแกน X และ Z) แทนที่จะเป็นหนึ่งเดียว อย่างไรก็ตาม โดยหลักการแล้ว
รูปแบบของการแก้ไขข้อผิดพลาดที่เรียกว่ารหัสพื้นผิวสองมิติควรจะสามารถจัดการกับ ตราบใดที่ตัวประมวลผลควอนตัมเป็นไปตามข้อกำหนดบางประการ การแก้ไขข้อผิดพลาดของรหัสพื้นผิวทำงานโดยการเข้ารหัสข้อมูลในแผ่นแบนของคิวบิตตัวนำยิ่งยวด ซึ่งแต่ละส่วนจะเชื่อมต่อกับเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด
หากอัตราข้อผิดพลาดของการดำเนินการแต่ละควิบิตต่ำเพียงพอ ควรใช้ควิบิตเหล่านี้บางส่วนเพื่อระบุและแก้ไขข้อผิดพลาดในคิวบิตข้างเคียงผ่านการดำเนินการหลายควิบิต ข้อกำหนดอื่นๆ คือ ข้อผิดพลาดไม่สามารถสัมพันธ์กันได้ กล่าวคือ ข้อผิดพลาดที่ส่งผลต่อหนึ่งคิวบิตไม่สามารถส่งผลกระทบ
ต่อเพื่อนบ้าน
ในเวลาเดียวกันได้น่าเสียดายที่ทีม ค้นพบว่าข้อผิดพลาดที่เกิดจากรังสีคอสมิกและรังสีแกมมาจากการแผ่รังสีพื้นหลังไม่เป็นไปตามเงื่อนไขที่สองนี้ “โดยพื้นฐานแล้วเรากำลังค้นหากลไกหลายอย่างสำหรับข้อผิดพลาดที่สัมพันธ์กัน” นักศึกษาปริญญาเอกและผู้เขียนนำของการศึกษาใหม่
เกี่ยวกับการวิจัยกล่าวพิษควอซิพัทลาร์เพื่อศึกษาข้อผิดพลาดที่สัมพันธ์กันเหล่านี้และวัดผลที่เกิดขึ้น และเพื่อนร่วมงานได้สร้างชิปที่ประกอบด้วย qubits สองคู่ โดยคู่หนึ่งคั่นด้วย 340 μm และอีกคู่ห่างกัน 640 μm ในขณะที่ดำเนินการควอนตัมบนระบบสี่ควิบิตนี้ นักฟิสิกส์สังเกตเห็นการกระโดดพร้อมกัน
จำนวนมากในประจุที่เหนี่ยวนำในควิบิตที่จับคู่ เมื่อพวกเขาสร้างแบบจำลองการระเบิดของประจุเหล่านี้โดยใช้ชุดเครื่องมือฟิสิกส์ของอนุภาคมาตรฐาน พวกเขาระบุว่าการกระโดดที่สัมพันธ์กันนั้นเกิดจากการชนกันระหว่างชิปกับส่วนผสมของรังสีแกมมาและรังสีคอสมิก ความน่าจะเป็นของการกระโดด
ในการกระแทกเหล่านี้จะถูกถ่ายโอนไปยังสารตั้งต้น qubit ในรูปของโฟนอน ซึ่งเป็นการสั่นสะเทือนในวัสดุและสามารถนำไปสู่การสร้างอนุภาคควอซิพลาร์ได้ในที่สุด เมื่อโฟนอนเหล่านี้แพร่กระจาย จะทำให้เกิดข้อผิดพลาดที่สัมพันธ์กันประเภทอื่นๆ และข้อผิดพลาดเหล่านี้ส่งผลกระทบต่อชิปขนาดมิลลิเมตร
ทั้งหมด ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าพิษกล่าวว่า “อาจเป็นอันตรายอย่างยิ่งสำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาด” เว้นแต่จะสามารถบรรเทาได้ที่สัมพันธ์กันนั้นสูงที่สุดสำหรับคู่ qubit ที่มีการแยกทางกายภาพที่เล็กที่สุด ซึ่งบ่งชี้ว่าระยะห่างที่ห่างกันมากขึ้นช่วยลดผลกระทบโดยตรงของอนุภาคพลังงานที่กระทบกับชิป
อย่างไรก็ตาม
กลุ่มยังพบปัญหาที่ยุ่งยากกว่า นั่นคือ พลังงานที่ปล่อยออกมานักวิจัยเสนอแนวทางที่เป็นไปได้สองทาง หนึ่งคือการปกป้องโปรเซสเซอร์ควอนตัมด้วยการป้องกันด้วยตะกั่วและย้ายไปยังไซต์ใต้ดิน เช่นเดียวกับที่ทำไปแล้วสำหรับการทดลองตรวจจับสสารมืดและนิวตริโนซึ่งมีความไวต่อรังสีเป็นพิเศษ
อีกประการหนึ่งคือการลดความไวโดยยกตัวอย่างเช่น การเพิ่มวัสดุลงในชิปที่สามารถดักจับ หรือช่องทางให้พวกมันออกห่างจากซับสเตรต qubit “มันเป็นอุปสรรคที่เราจะก้าวข้ามมันไปให้ได้” วิลเลนกล่าว และเสริมว่ากลุ่มวิสคอนซินมีแผนที่จะสำรวจกลยุทธ์การลดผลกระทบเหล่านี้ในอนาคต
แต่บางส่วนยังผลิตเชื้อเพลิงเหลวที่เป็นคาร์บอนเป็นกลางในกระบวนการนี้ด้วยในการสังเคราะห์ด้วยแสง พืชจะเปลี่ยนพลังงานของแสงแดดเป็นพลังงานที่เก็บไว้ในรูปของคาร์โบไฮเดรต กำจัด CO 2และผลิตออกซิเจนและน้ำในกระบวนการนี้ นักวิทยาศาสตร์พยายามทำสิ่งเดียวกันนี้ แต่ใช้ “ใบไม้”
ที่ทำจากซิลิคอนหรือโพลิเมอร์ การใช้งานบางอย่างเป็นแหล่งพลังงานที่ปราศจากคาร์บอน รวบรวมแสงแดดที่สร้างก๊าซออกซิเจนและไฮโดรเจนสำหรับเซลล์เชื้อเพลิง แต่สำหรับเคลาส์ แลคเนอร์ นักฟิสิกส์แห่ง มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย โฟกัสอยู่ที่การดูดซับ CO 2 ตัวกรองพลาสติกแบบหมุนของเขา
ถูกผูกด้วยวัสดุดูดซับ CO 2 ; เมื่อพวกมันอิ่มตัวด้วย CO 2พวกมันจะถูกล้างด้วยน้ำในห้องสุญญากาศและ CO 2 ที่ละลาย จะถูกแยกออกจากกันเพื่อรวบรวมใบไม้ของแลคเนอร์มีประสิทธิภาพในการดูดซับ CO 2มากกว่าใบไม้จริงประมาณ 1,000 เท่าต่อหน่วยพื้นที่ผิว และไม่จำเป็นต้องสัมผัสกับแสงแดด
จึงสามารถวางห่างกันได้ อย่างไรก็ตาม ต้นไม้ต้นเดียวที่สามารถกำจัด CO 2 ได้หนึ่งตัน ต่อวันนั้นมีราคาประมาณ 20,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ ซึ่งเป็นบริษัทของแลคเนอร์ มีแผนที่จะพัฒนาและจำหน่ายเทคโนโลยีนี้และเทคโนโลยีการจับคาร์บอนอื่นๆ และเป็นหนึ่งในผู้เข้ารอบสุดท้ายของการแข่งขัน
แนะนำ ufaslot888g
