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 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

49

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

16

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

53

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

32

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

28

AMD Ryzen Threadripper lanseras 10 augusti

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

11

Microsoft utvecklar en egen AI-krets för Hololens 2

Microsoft jobbar på nästa generation av AR-headsetet Hololens, och ska förstärka upplevelsen genom att bygga en egendesignad krets för artificiell intelligens. Läs mer

56

Irobot vill sälja användarnas kartdata

De smarta robotdammsugarna uppges samla in information om användarnas bostadsytor och informationen som laddas upp kan potentiellt göras tillgänglig för försäljning. Läs mer

40

AMD visar förpackning för mångkärniga Ryzen Threadripper

Inför den stundande lanseringen av Ryzen Threadripper, visar AMD officiellt upp hur dess yttre kommer se ut där en kurvig design står på agendan. Läs mer

38

Ta det lugnt – Microsoft Paint blir kvar

Hela världen samlades i kollektiv sorg efter nyheten om att ritprogrammet Paint når vägs ände. Nu lugnar Microsoft oroliga – Paint blir kvar, i alla fall tills vidare. Läs mer

112

Microsoft Xbox One X snart tillgänglig för förbokning

Xbox-chefen Phil Spencer har i en serie svar på Twitter bekräftat att företagets 4K-kapabla spelkonsol ska kunna förbokas inom kort. Läs mer

35

François Piednoël lämnar Intel

Under nästan 20 år har François Piednoël tagit fram några av Intels viktigaste processorarkitekturer, men nu väljer han att lämna företaget. Läs mer