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
40

Test: Benq Zowie XL2540 – Gamingskärm med äkta 240 Hz

Benq tar sikte på e-sporten med Zowie XL2540, en gamingskärm med traditionella 1 920 × 1 080 pixlars upplösning och en TN-panel med genuin 240 Hz-kapacitet. Läs mer

49

Elon Musk startar Neuralink – ska utveckla hjärnimplantat för att interagera med datorer

Det senaste projektet från entreprenören Elon Musk heter Neuralink och ska utveckla teknik för att koppla ihop hjärnan med datorer genom implantat. Läs mer

46

Intel lanserar Optane för konsumenter i form av M.2-baserad cachelagring

De första konsumentprodukterna med Intels minnesteknik 3D Xpoint ser nu dagens ljus i form av två M.2-enheter med låg kapacitet ämnade för cachelagring ihop med mekaniska hårddiskar. Läs mer

58

Microsoft stäms av användare för Windows 10-uppgradering

Ett flertal användare hävdar att uppgraderingen till operativsystemet Windows 10 skadat deras datorer och raderat sparade filer, något som de nu stämmer Microsoft för. Läs mer

12

TSMC inleder massproduktion av Apples systemkrets A11 i april

Inför höstens lansering av nästa generations Iphone förbereder TSMC storskalig produktion av Apples kommande systemkrets A11, där tillverkningen denna gång sker i 10 nanometer. Läs mer

26

Samsung börjar sälja reparerade Galaxy Note 7-telefoner

Efter debaclet med Samsung Galaxy Note 7 meddelar nu företaget att telefonen gör en återkomst på marknaden, då troligen med nytt namn och nya komponenter. Läs mer

64

Tyskland vill reglera strömmar via Twitch

En tysk Twitch-kanal tvingas nu ansöka om sändningstillstånd för att få fortsätta sända via tjänsten. Detta då denna uppfyller alla krav för att räknas som en traditionell tv-kanal. Läs mer

49

Rösta fram bästa datorpaket i MSI:s tävling

Flera hundra bidrag har inkommit och efter juryns gallring återstår endast fem. Nu är det upp till SweClockers medlemmar att rösta fram det bästa datorpaketet i MSI:s tävling. Läs mer

10

SweClockers på Dustin Expo 2017 i bilder

Under den gångna helgen gick Dustin Expo 2017 av stapeln, där entusiaster bland annat fick möjlighet att träffa SweClockers redaktion och medverka i tävlingar med fina priser i potten. Läs mer

85

Gamestop stänger 150 butiker till följd av sjunkande försäljning

Återförsäljaren Gamestop meddelar nu att de ska stänga mellan 150 och 225 butiker. Anledningen är att försäljningen av spel och hårdvara minskat drastiskt det senaste året. Läs mer

60

Datorfixarna går i konkurs

På grund av stora förluster tvingas nu återförsäljaren Datorfixarna ansöka om konkurs, men exakt vad som kommer hända med företaget är ännu inte säkert. Läs mer

52

Dell lanserar UP3218K – 31,5-tumsskärm med 8K-upplösning

Efter att tidigare under året visat upp modellen lanserar nu Dell UP3218K, en 8K-upplöst datorskärm med en prislapp på cirka 55 000 kronor. Läs mer