호주 과학자들이 세계 최초의 양자 컴퓨터 회로를 만들었습니다. 이 회로는 고전적인 컴퓨터 칩의 모든 기본 구성 요소를 포함하지만 양자 규모입니다. 어제 네이처 저널에 발표된 획기적인 발견은 년에 걸쳐 이루어졌습니다.
Silicon Quantum Computing의 설립자이자 UNSW의 Center of Excellence for Quantum Computing and Communication Technologies 소장인 선임 저자이자 양자 물리학자인 Michelle Simmons는 "이것은 내 경력에서 흥미로운 발견입니다."라고 ScienceAlert에 말했습니다.
Simmons와 그녀의 팀은 본질적으로 기능적 양자 프로세서인 것을 만들었을 뿐만 아니라 각 원자가 여러 양자 상태를 갖는 작은 분자를 시뮬레이션하여 성공적으로 테스트했습니다.
이것은 우리가 이제 가장 작은 규모에서도 우리 주변의 세계를 더 잘 이해하기 위해 마침내 양자 처리의 힘을 활용하는 데 한 걸음 더 다가섰음을 시사합니다.
Simmons는 ScienceAlert와의 인터뷰에서 "1950년대에 Richard Feynman은 우리가 같은 규모로 시작할 수 없다면 세상이 어떻게 작동하는지, 자연이 어떻게 작동하는지 결코 이해할 수 없을 것이라고 말했습니다. “이 수준에서 재료를 이해하기 시작할 수 있다면 이전에 만들어본 적 없는 것을 만들 수 있습니다. 문제는 실제로 이 수준에서 자연을 제어하는 방법입니다."
양자 컴퓨팅 분야에서 도약하기 위해 연구원들은 초고진공에서 주사 터널링 현미경을 사용하여 나노미터 이하의 정밀도로 양자점을 배치했습니다. 각 양자점의 위치는 전자가 폴리아세틸렌 분자에서 하나 또는 두 개의 결합을 가진 탄소 열을 따라 이동하는 방식을 모방할 수 있도록 정확해야 합니다.
가장 어려운 부분은 각 양자점에 얼마나 많은 인 원자가 있어야 하는지, 각 점 사이의 정확한 거리를 파악한 다음 실리콘 칩 내부에 작은 점을 정확한 순서로 배치할 수 있는 기계를 설계하는 것이었습니다. 양자점이 너무 크면 두 점 사이의 상호 작용이 "서로 독립적으로 제어하기에는 너무 커져"라고 연구자들은 말합니다.
또한 흥미로운 점:
폴리아세틸렌은 잘 알려진 모델이고 따라서 컴퓨터가 분자를 통한 전자의 움직임을 정확하게 모델링하고 있음을 증명하는 데 사용할 수 있기 때문에 선택되었습니다.
과학자들은 현재 분자가 원자 규모에서 어떻게 기능하는지에 대한 이해가 제한되어 있기 때문에 새로운 물질을 만드는 데 관련된 많은 가정이 있습니다. "성배 중 하나는 항상 고온 초전도체를 만드는 것이었습니다."라고 Simmons는 말합니다. 양자 컴퓨팅의 또 다른 잠재적인 응용은 인공 광합성과 유기 연쇄 반응을 통해 빛이 화학 에너지로 변환되는 방법에 대한 연구입니다.
양자 컴퓨터가 해결할 수 있는 또 다른 큰 문제는 비료를 만드는 것입니다. 질소 삼중 결합은 현재 철 촉매가 존재하는 고온 및 고압 조건에서 분해되어 비료용 고정 질소를 생성합니다. 비료를 더 효과적으로 만들 수 있는 또 다른 촉매를 찾는 것은 많은 돈과 에너지를 절약할 수 있습니다.
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