标签
  • 创新与球速体育研究
  • 物理与天文学系
特稿及文章

球速体育将领导国际团队为量子计算机创建硬件

the PIRE team in front of a white board with equations written on it
你怎么能在一百万顶帽子里找到一只兔子呢?如果你使用现在的计算机程序,它会检查这一百万顶帽子中的每一顶,一次一顶。

然而,匹兹堡大学物理与天文学系助理教授谢尔盖·弗罗洛夫(Sergey Frolov)说,量子计算机“可以同时窥视所有100万个帽子,一步就能看到兔子”。

量子计算机使用量子力学原理——简而言之,量子力学球速体育是在原子水平上球速体育研究自然的一个领域。考虑到量子物理原理的计算机有可能快速解决宇宙中一些最复杂的问题。而且不仅仅球速体育是快,Frolov说。这意味着如果没有它们,问题将无法在太阳灭亡之前得到解决。但球速体育是执行这些快速计算需要新的硬件。

更快,更强,更聪明

球速体育正在竞相创造量子计算机,以帮助解决当今计算机完全无法解决的计算挑战。以下球速体育是一些需要了解的事实:

  • 量子处理器可能比目前的计算机快数百万倍。
  • 这种速度球速体育是由叠加和纠缠引起的,叠加球速体育是一种量子系统,在这种量子系统中,物体可以同时上下移动,而纠缠球速体育是一种相似的粒子,即使相隔数百万英里,也可以连接在一起。
  • 量子比特,或简称“量子位”,球速体育是量子计算机的组成部分。虽然现代设备中的比特可以处于状态0或状态1,但量子位可以同时处于这两种状态。

在创造量子计算机的竞赛中,球速体育领导着一个由大学、球速体育研究中心和公司组成的国际团队,寻找建造这些快速机器的最佳材料。这项工作将由美国国家科学基金会(NSF)在其国际球速体育研究与教育伙伴关系(PIRE)计划下提供480万美元的资助。与Frolov一起,物理和天文学系的球速体育研究人员Hrvoje Petek, Michael Hatridge和David Pekker将担任该最新体育赛事资讯、实时赔率分析及在线投注平台的联合首席球速体育研究员。

球速体育将领导与卡内基梅隆大学的五年合作;加州大学圣巴巴拉分校;来自国家科学球速体育研究中心和<s:2> <s:2> <s:2>电子交换器和其他电子交换器委员会的法国伙伴;以及工业合作伙伴微软球速体育研究院。这些小组将探索将混合材料——不同的材料,如铝半导体和硅超导体——结合成一个单一的量子科学和技术结构。PIRE最新体育赛事资讯、实时赔率分析及在线投注平台将把材料工程师、表面科学家、计算化学家和物理学家以及球速体育大学各个层次的学生聚集在一起。球速体育研究人员也将有机会在法国进行球速体育研究。

“与机器人技术或医学球速体育研究相比,量子球速体育研究可能看起来像球速体育是一个利基市场,但它可以对我们的信息技术产业产生范式转变的影响,同时,对我们思考宇宙的方式,”Frolov说。

作为该最新体育赛事资讯、实时赔率分析及在线投注平台的主要球速体育研究人员之一,Frolov将领导球速体育研究团队帮助开发量子计算机的部件。这位球速体育大学的物理学家负责管理Frolov实验室,并在博客上发表他的工作。

美国国家科学基金会、欧盟和行业巨头b谷歌、IBM、英特尔和微软已经优先考虑量子计算的球速体育研究,Frolov说,量子计算“将基于量子叠加和纠缠原理释放革命性的计算能力”。(见边栏)。

球速体育研究一种不寻常的粒子

这个新最新体育赛事资讯、实时赔率分析及在线投注平台还使该团队有机会在Frolov和他的同事2012年在荷兰代尔夫特理工大学发现的一种不寻常粒子的基础上进行球速体育研究。弗洛洛夫当时球速体育是一名博士后,他所在的团队创造了一种从未见过的奇特粒子——马约拉纳费米子,他认为这种粒子可以帮助量子计算机更快地处理问题。他说,这些粒子同时也球速体育是反粒子,所以它们在同一物体中结合了物质和反物质。(编者注,2021年:该球速体育研究已被撤回。请在《连线》和《自然》杂志上阅读弗罗洛夫在获取正确数据方面所扮演的角色。)

物理学家埃托雷·马约拉纳(Ettore Majorana)在20世纪30年代首次提出了马约拉纳费米子的理论,他证明了一种粒子可以存在于物质和反物质之间的边界上,物质和反物质都球速体育是像宇宙大爆炸那样的能量爆发的结果,而后者球速体育是前者的镜像。Frolov和他的同事球速体育是第一个在实验室中制造出这些粒子的人,他们球速体育APP这一成就的论文登上了2012年著名杂志《科学》(Science)的封面,并为他们赢得了美国科学促进会2012年纽科姆·克利夫兰奖(Newcomb Cleveland Prize),这球速体育是一项年度荣誉,授予在该杂志上发表的最佳球速体育研究文章或报告的作者或作者。

Frolov说:“我们一直在努力把我们的发现放在更坚实的基础上,我们已经意识到要做到这一点,我们需要发明新的材料——即混合材料。”“混合材料应该允许我们利用马约拉纳费米子用于量子计算机。”

量子信息本质上球速体育是脆弱的,因此量子计算机对材料的要求比经典计算机更为严格。这些混合材料可能会以超导体和半导体“三明治”的形式出现。

超导体可以传输电信号而不会损耗或发热。半导体用于制造笔记本电脑、台式电脑、智能手机和平板电脑中的微芯片。Frolov说,这两种材料结合起来,可以制造出足够快、足够强的计算机芯片来处理量子计算。

最新体育赛事资讯、实时赔率分析及在线投注平台组还将球速体育研究晶体生长的影响。所有的计算机芯片都球速体育是晶体,而这些晶体的质量限制了性能,Frolov说。就像植物从土壤中的种子生长出来一样,晶体也从被称为催化剂的种子生长出来。在这种情况下,催化剂球速体育是人类头发厚度的百万分之一的金颗粒。为了培养用于量子计算机的晶体,球速体育研究人员将这些催化剂暴露在热和化学物质中。

“球速体育将领导为量子处理器量身定制的下一代材料的发现,”Frolov说。