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
2

Live: Nintendo-kväll med Geeks Gaming

Häng med när Geeks Gaming spelar både nytt och gammalt från Nintendo. Galleriet kommer uppdateras löpande från kvällens gång. Läs mer

Blixtsnabb SSD-lagring bakom lucka tio

  • igår 12:00

Det är dags för den tionde luckan i Geeks Julkalender, och här erbjuder Inet ett förmånligt pris på en rymlig SSD. Läs mer

12

Fredagspanelen 126: Oculus Touch, AMD Crimson ReLive och Fitbit förvärvar Pebble

Jonas och Kenneth rasar över uteblivna smarta klockor, snackar nya drivrutiner och blir påtvingade ett grandiost julpynt i veckans avsnitt av fredagspanelen. Läs mer

24

Julstämning med Bluetooth-styrd ljusstake

Till julen hör ljusstakar och slingor i alla tänkbara tappningar. Medlemmen Sennaho skruvar upp konceptet genom att introducera styrning via Bluetooth. Läs mer

39

The Division får DirectX 12-stöd nästa vecka

I och med nästa uppdatering av svenska Massives The Division introduceras stöd för grafikgränssnittet DirectX 12, vilket ska medföra bättre prestanda i högre upplösningar. Läs mer

16

Google, Oculus och HTC med flera går samman för att bilda VR-förening

För att främja utveckling och innovation inom virtuell verklighet går flera stora aktörer samman och bildar Global Virtual Reality Association, ett samarbete som ska forma framtiden för VR. Läs mer

25

Bitfenix avtäcker Shogun – chassi med dubbla paneler av härdat glas

Dubbla paneler av härdat glas, gedigen konstruktion och plats för en uppsjö av hårddiskar. Dessa är några av paradnumren för Bitfenix senaste flaggskeppschassi Shogun. Läs mer

31

SweClockers logotyp pyntad för jul!

Nio stilfulla jullogotyper gick till final och efter att medlemmarna fått säga sitt är det ett bidrag som med bred marginal kammat hem segern, och får sprida julstämning på SweClockers. Läs mer

12

Spelare bygger fungerande Atari 2600-emulator i Minecraft

Youtube-användaren SethBling visar i ett nytt videoklipp på de stora möjligheterna i Minecraft, med en Atari 2600-emulator skapad direkt i spelet. Läs mer

10

Testpilot: Cooler Master Mastermouse Pro L

Cooler Masters modulära mus Mastermouse Pro L passar både vänster- och högerhänta samt olika greppstilar. Testpiloten Niklas Huhtala sätter tänderna i modellen och ser vad den går för. Läs mer

65

Microsoft samarbetar med Qualcomm för att ta Windows 10 till ARM-processorer

I ett något oväntat drag meddelar nu Microsoft att Windows 10 i framtiden kommer kunna köras på ARM-processorer, med stöd för samtliga Windows-applikationer och spel. Läs mer

64

AMD introducerar Radeon Software Crimson ReLive

Ett år efter introduktionen av mjukvarusviten Radeon Software Crimson har det blivit dags för nästa inkarnation, där en av de stora nyheterna är en hårdvaruaccelererad inspelningsfunktion. Läs mer