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
0

Marknaden för spelhårdvara omsatte 266 miljarder kronor under 2016

Marknaden för spelinriktad hårdvara fortsätter växa och slog under förra året försäljningsrekord, där nästan hälften utgjordes av entusiastinriktade produkter i de övre prisklasserna. Läs mer

6

Samsung lanserar inte Galaxy S8 på Mobile World Congress 2017

Efter att Samsungs senaste flaggskepp Galaxy Note 7 bokstavligen brann upp bryter bolaget sin tradition och lanserar Galaxy S8 senare än väntat. Läs mer

8

Halo Wars 2 får systemkrav

Till skillnad från del ett släpps Halo Wars samtidigt för Xbox-plattformen och PC/Windows, där utvecklarna nu går ut med systemkrav för strategispelet. Läs mer

21

Steam uppdateras med möjlighet att flytta spel mellan hårddiskar

En ny uppdatering till speltjänsten Steam gör det nu lättare att flytta spel mellan hårddiskar och SSD-enheter, detta med en ny funktion som finns inbyggd direkt i mjukvaran. Läs mer

35

Apple stämmer Qualcomm för uteblivna betalningar och dyra patent

En ny rättstvist inleds mellan Apple och Qualcomm, där Apple stämmer processortillverkaren på motsvarande 8,8 miljarder kronor för bland annat överprisade patent. Läs mer

50

Samsung avslöjar varför Galaxy Note 7 började brinna

Efter flera månaders felsökning av Galaxy Note 7 berättar Samsung varför telefonerna började brinna, där resultatet visar att det i båda fallen handlade om felande batterier. Läs mer

19

Ubisoft släpper systemkrav för For Honor

Med endast veckor kvar till lansering går Ubisoft ut med systemkrav för For Honor, där utgivaren anger alltifrån åldrande till mer moderna doningar för att driva spelet. Läs mer

16

Testpilot: Tesoro Excalibur Spectrum SE

En ny typ av optiska brytare får SweClockers tangentbordskonnässör Niklas Huhtala att skutta av glädje. Det är dags för recensionen av Tesoro Excalibur Spectrum SE. Läs mer

21

Fredagspanelen 127: Intel Kaby Lake, AMD Ryzen och Nintendo Switch

I första Fredagspanelen för året orerar Jonas och Jacob om Intels nylanserade processorfamilj Kaby Lake, AMD:s stundande lansering av Ryzen och Nintendos skeva prissättning av Switch. Läs mer

177

Titanfall-utvecklare: "Switch får lika dåligt tredjepartsstöd som Wii U"

På grund av klen hårdvara kommer Nintendo Switch gå samma öde till mötes som Wii U när det kommer till tredjepartsutvecklade spel, menar TItanfall-utvecklaren Mohammad Alavi. Läs mer

33

Windows 10 Creators Update gör det lättare att välja mellan olika energilägen

Till följd av efterfrågan från partnertillverkare kommer bärbara Windows 10-datorer få ett lätt åtkomligt reglage för olika energiprofiler med Creators Update. Läs mer

48

AOC avtäcker ultrabred 35-tumsskärm med 100 Hz

Det senaste tillskottet i AOC:s Agon-serie blir AG352UCG, en ultrabred spelskärm med 100 Hz bilduppdateringsfrekvens och Nvidia G-Sync. Läs mer