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
15

Testpilot: Adata Ultimate SU900 256 GB

NVMe och PCI Express lagring är på framtåg men än är inte SATA-enheterna ute ur leken. Testpiloten David Kvist tar sig en närmre titt på Adatas mellanklassare Ultimate SU900. Läs mer

46

FSP avtäcker vattenkylda nätaggregatet Hydro PTM+

Tillverkaren FSP blir först ut på marknaden med ett vattenkylt nätaggregat i form av Hydro PTM+, en helmodulär modell med 80 Plus Platinum-certifiering och en effekt på 1 200 W. Läs mer

20

Acer lanserar Predator Z35P – högupplöst 35-tummare på 100 Hz med G-Sync

Taiwanesiska Acer fortsätter satsa på skärmar riktade mot gaming. Senast ut blir nu Predator Z35P, en ultrabred 35-tumsskärm som kan kan klockas upp till 120 Hz. Läs mer

1

FZ recenserar actionrollspelet The Surge

CI Games följer upp Dark Souls-inspirerade Lords of the Fallen med The Surge i samma genre. SweClockers syskonsajt har testat spelet och satt betyg. Läs mer

72

Microsoft lanserar Windows 10 China Government Edition

Tillsammans med kinesiska myndigheter har Microsoft tagit fram Windows 10 China Government Edition, en specialanpassad version av Windows med egen kryptering för information. Läs mer

85

Elgiganten öppnar i SweClockers forum

Återförsäljaren Elgiganten storsatsar på datorkomponenter och gaming och tar nu klivet in på SweClockers forum, där medlemmarna kan ställa frågor om alltifrån service till sortiment. Läs mer

18

Samsung visar töjbar OLED-skärmpanel

Koreanska Samsung gör nya framsteg när det kommer till flexibla skärmpaneler, med en töjbar skärm som både kan böjas, vikas och rullas ihop utan att förlora sin ursprungliga form. Läs mer

8

Techpowerup släpper GPU-Z 2.1.0 med flik för avancerad information

I nästa stora nyversion av GPU-Z tillkommer en "Advanced"-flik, där användare bland annat kan läsa av vilka minneskretsar grafikkortet är utrustat med. Läs mer

52

Microsoft tillkännager nya Surface Pro

Kort efter introduktionen av Surface Laptop lanserar Microsoft nästa generations Surface Pro, med bättre prestanda, 50 procent längre batteritid och ett nytt tangentbord. Läs mer

25

Tekken 7 får systemkrav

Under den kommande månaden lanseras Tekken 7 till konsol samt även för första gången till PC. Inför detta går nu utvecklaren ut med systemkraven för spelet på plattformen. Läs mer

33

Destiny 2 blir utan dedikerade servrar på PC

Bungie bekräftar att Destiny 2 precis som föregångaren blir utan dedikerade servrar, både på konsol och PC. Istället väntas det använda samma peer-to-peer-system som Destiny. Läs mer

17

Nvidia släpper drivrutin för Tekken 7 och Star Trek: Bridge Crew

Inom kort lanseras de två nya speltitlarna Tekken 7 och Star Trek: Bridge Crew till PC. Inför detta släpper nu Nvidia en ny drivrutin med diverse optimeringar för spelen. Läs mer