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

AMD går med vinst under årets andra kvartal

Efter ett tidigare förlustkvartal i början av 2017 följande lanseringen av Ryzen, står det nu klart att AMD har gjort ett starkare andra kvartal och företaget förutspår ännu bättre tider framöver. Läs mer

46

Test: AMD Ryzen 3 1300X och 3 1200

Kort innan AMD släpper lös Threadripper kompletteras Ryzen-familjen med två instegsmodeller i färska Ryzen 3-serien. Häng med till testlabbet där nykomlingarna får bekänna färg. Läs mer

5

Wolfenstein II: The New Colossus provkörs hos FZ

Wolfenstein: The New Order får en uppföljare, som lovar samma täta action och vältrimmade kontroller. FZ levererar första intryck. Läs mer

27

AMD släpper Radeon Crimson Relive 17.7.2

AMD fortsätter att slipa på drivrutinen Crimson Relive. I den senaste uppdateringen rullar företaget ut både förbättringar och nya funktioner. Läs mer

32

Nintendo har sålt 4,7 miljoner Switch-enheter sedan lanseringen

Nintendo presenterar sin andra kvartalsrapport för 2017, där det framgår att företaget sålt 4,7 miljoner enheter av Nintendo Switch sedan dess lansering i mars. Läs mer

42

EagleTree Capital förvärvar majoritet av Corsair

EagleTree Capital rapporterades tidigare i veckan ha inlett förhandlingar med Corsair om andelsköp. Nu har affären gått igenom för drygt fyra miljarder kronor. Läs mer

31

AMD talar om övergången till 7 nanometer

Övergången till 7 nanometer går inte fort och AMD:s teknikchef Mark Papermaster talar nu ut i en intervju om de många hinder som har uppstått i övergången. Läs mer

88

AMD Radeon RX Vega ryktas få prislapp i linje med Geforce GTX 1080 Ti

Det börjar dra ihop sig till AMD Vega, och nu cirkulerar de första prisuppgifterna bakom kulisserna. Toppmodellen ryktas landa i samma liga som påkostade varianter av Geforce GTX 1080 Ti. Läs mer

23

USB 3.2 är det senaste tillskottet i USB Type-C

Mängden specifikationer för överföring via USB Type-C bara växer, och senaste tillskottet utlovar fördubblad bandbredd jämfört med föregångaren. Läs mer

67

AMD Radeon RX Vega poserar i bilder och prestandatester

Om några dagar är det dags för spelorienterade Radeon RX Vega att äntra rampljuset. Nu har läckta bilder och prestandaresultat letat sig ut på nätet. Läs mer

45

Adobe dödförklarar Flash efter 2020

Efter många års tjänst tillkännager Adobe att insticksmodulen och mediaformatet Flash kommer nå vägs ände och pensioneras år 2020 till förmån för öppna standarder. Läs mer

29

AMD Ryzen Threadripper lanseras 10 augusti

Nya uppgifter bekräftar lanseringsdatum för AMD Ryzen Threadripper. Den 10 augusti når flaggskeppet butik. Läs mer