Nobelpriset i fysik kan leda till framsteg inom kvantdatorer

Nobelpriset i fysik kan leda till framsteg inom kvantdatorer

Tre brittiska forskare tilldelas Nobelpriset i fysik för arbetet runt fasövergångar och topologiska materiefaser, något som kan komma att spela stor roll för utvecklingen av kvantdatorer.

Det prestigefulla priset har till hälften tilldelats David Thouless och till hälften duon Duncan Haldane och Michael Kosterlitz. Tillsammans har de tre under många år forskat runt något som kallas topologiska fasövergångar för exotisk materia och de kvantfysiska egenskaper som visar sig vid dessa övergångar.

De ledande egenskaperna hos vanliga material som koppar är etablerade inom vetenskapen och det finns ett fastställt förhållande mellan hur mycket elektrisk laddning som behöver tillföras materialet och hur mycket ström som kommer flöda genom. Dessa egenskaper upphör att gälla när materialet genomgår en elektrisk fasförändring, inom fysiken kallat en topologisk övergång.

Topologi.jpg

Förenklat uttryckt kan dessa övergångar beskrivas som att ett material hoppar från en topologisk form till en annan. Ett materials topologiska yta kan delvis uttryckas i hur många hål som finns där. Ur topologisk synvinkel är alltså en munk och en kaffekopp likvärdiga då de båda delar en hålighet. Detta påverkar materialets egenskaper, som skiljer sig från exempelvis en boll utan håligheter.

Detta påverkar även egenskaperna vid fasövergångar. Vetenskapen har länge känt till materialegenskaper vid fasövergångar där is övergår till vattenform och vidare till ånga. Det som David Thouless, Duncan Haldane och Michael Kosterlitz har tillfört är vidare studier i hur de elektriskt ledande egenskaperna hos material förändras vid dessa fasövergångar.

Fasövergångar.jpg

Detta kan bland annat visa sig i hur de strömförande egenskaperna hos ett material minskar när det kyls ned. Tidigare har forskning gjorts på tunna material, men trions forskning har vidare studerat en rad olika typer av material inom kategorierna supraledare, supravätskor och tunna magnetiska filmer.

Forskningen som ledde till Nobelpriset i fysik har behandlat kvantfysikaliska egenskaper i material mer generellt, men lärdomarna runt hur materialens elektriska egenskaper vid fasövergångar kommer att ligga till grund för framsteg inom utveckling av kvantdatorer i framtiden.

Martin Leijnse, lektor i fasta tillståndets fysik vid Lunds universitet, berättar i en telefonintervju att forskningen runt topologi och fasförändringar skiljer sig från det arbete som tidigare gjorts inom kvantdatorer. Tidigare försök har utförts med enskilda kvantbitar där processen för beräkningar är benägen att tillföra fel, och det är en process som är svår att övervaka.

Genom att basera framtida forskning på de topologiska egenskaperna hos material kan kvantprocessorer bygga på beräkningsprocesser som är mer förutsägbara, något som har potentialen att leda till mer komplexa kvantdatorer än dagens som erbjuder ett fåtal kvantbitar som mest. För den som vill läsa mer om kvantdatorer rekommenderas SweClockers tidigare djupdykning.

Kommentarer till artikeln

23 debattinlägg

Skicka en rättelse
1

Tesla arbetar med AMD om AI-kretsar för självkörande bilar

Skräddarsydda kretsar för självkörande bilar är ett av de snabbast växande områdena. Nu framgår att biltillverkaren Tesla ingått ett samarbete med AMD för att ta fram en egen lösning för ändamålet. Läs mer

10

Toshiba säljer sin minnesverksamhet för 144 miljarder kronor

Efter flera månaders letande har nu Toshiba hittat en köpare för sin minnesverksamhet, där den slutgiltiga försäljningssumman hamnar på 144 miljarder kronor. Läs mer

21

AMD tar arkitekturerna Zen och Vega till 12 nanometer år 2018

Globalfoundries förbättrade 14-nanometersteknik får stå åt sidan till förmån för nya 12 nanometer, som ska användas för nästa generations processorer och grafikkort från AMD. Läs mer

9

Google köper del av HTC:s mobilverksamhet för 9 miljarder kronor

Efter månader av rykten bekräftar nu Google att de köpt av mobiltillverkaren HTC. Detta innebär att en stor del av utvecklingsteamet bakom Pixel nu går över till att arbeta för Google. Läs mer

3

Amazon utvecklar smarta glasögon för röstassistenten Alexa

Den röststyrda assistenten Alexa har nått en bred målgrupp genom implementeringen i produkter för smarta hem. Nu uppges Amazon utveckla smarta glasögon ämnade för assistenten. Läs mer

28

Guide från forumet: Grunderna i moddning

Vill du komma igång med moddning men vet inte riktigt var du ska börja? Profilen Johan "C4B12" Nyman ger enkla tips och råd om hur du med liten insats kan komma igång! Läs mer

13

SweClockers öppnar forumdel för Streaming och videoskapande

Ny forumdel för Streaming och videoskapande öppnar på SweClockers. Här hålls det diskussioner om mjukvara, hårdvara och inställningar runt videoskapande och direktsändningar. Läs mer

39

Pimax lanserar första VR-headsetet med "8K-upplösning" via Kickstarter

Tillverkaren Pimax lanserar nu sitt nya VR-headset via Kickstarter, vilket bland annat utlovas ha både högre upplösning och större synfält än konkurrenterna. Läs mer

33

Intel Cannon Lake försenas till slutet av 2018

Övergången till 10 nanometer är en fortsatt svår nöt för Intel att knäcka. Nu rapporterar Digitimes att processorfamiljen Cannon Lake till följd av detta försenas en tredje gång. Läs mer

19

Fortsatt begränsad tillgång på NAND Flash genom hela 2017

Enligt nya uppgifter kommer tillgången på flashminne vara fortsatt låg under resterande del av 2017, något som tros innebära ökade priser på bland annat SSD-enheter framöver. Läs mer

9

Divinity: Original Sin 2 recenseras av FZ

Det Kickstarter-finansierade actionrollspelet Divinity: Original Sin 2 lanserades nyligen och har fått ett positivt bemötande. Nu testar även FZ spelet och ger det högsta betyg. Läs mer

59

Intel Core i9-7980XE "Skylake-X" med 18 kärnor prestandatestas

Endast dagar innan den skarpa lanseringen prestandatestas Intels monster Core i9-7980XE, vars 18 kärnor och 36 trådar för 20 000 kronor sopar banan med allt annat på marknaden. Läs mer