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
39

Ryzen Master hittar ut på bild – överklockningsmjukvara för AMD Ryzen

I och med lanseringen av Ryzen introducerar AMD ny mjukvara för överklockning. Via nya bilder som nu hittat ut på webben bekräftas namnet på denna, samt en hel del inställningar. Läs mer

112

Ny kampanj mot svenska fildelare inleds – tusentals riskerar skadestånd

Den danska advokatbyrån Njord Lawfirm inleder nu ett nytt initiativ för att fånga svenska fildelare, där kravbrev på upp till 3 000 kronor ska skickas ut till misstänkta användare. Läs mer

52

AMD Ryzen 5 släpps i andra kvartalet, Ryzen 3 senare under året

Toppmodellerna i familjen AMD Ryzen är presenterade och lanseras inom kort, men givetvis väntar fler varianter. Nu framkommer det att serierna Ryzen 5 och Ryzen 3 rullas ut senare under året. Läs mer

23

AMD släpper ny drivrutin – upphör med stöd för 32-bitars Windows 8.1

För att snabba upp utvecklingstider och skära ned på kostnader upphör AMD med drivrutiner för Windows 8.1 32-bit. Detta då antalet användare av den versionen är extremt låg. Läs mer

106

Moderkort för sockel AM4 och AMD Ryzen

Det är inte bara processorerna AMD Ryzen som snart ser dagens ljus, utan även tillhörande moderkort. Totalt har närmare 20 modeller letat sig in hos svenska återförsäljare. Läs mer

9

Valve introducerar stöd för SteamVR i Linux

Valve har tidigare talat om planer på att introducera stöd för fler operativsystem i SteamVR. Nu tar de första steget i denna process och lägger till stöd för Linux. Läs mer

238

AMD Ryzen med moderkort redo för förbeställning i svenska butiker

Årets hetaste hårdvarusläpp pågår för fullt – AMD Ryzen. Nu presenteras de svenska prislapparna, samtidigt som återförsäljare öppnar dörrarna till förhandsbokningar. Läs mer

65

Nvidia lanserar Geforce GTX 1080 Ti på GDC 2017

Via sin webbplats meddelar Nvidia att de håller ett evenemang under spelutvecklarmässan GDC 2017, där fokus väntas bli ett officiellt avtäckande av Geforce GTX 1080 Ti. Läs mer

309

SweClockers prestandatestar Ryzen – AMD öppnar upp för förbeställningar

Under en hemlig tillställning i San Francisco intar AMD:s VD Lisa Su scen och ger ett första smakprov av Ryzen, samtidigt som SweClockers får chansen att provköra arkitekturen Zen. Läs mer

23

Microsoft bekräftar ytterligare en stor uppdatering till Windows 10 i år

Det har tidigare talats om en andra uppdatering till Windows 10 under 2017 och nu har detta bekräftats av Microsoft. Vad denna uppdatering innefattar är dock än så länge okänt. Läs mer

22

Qualcomm och Intel introducerar gigabit-LTE

I väntan på 5G-generationens ankomst introducerar nu både Qualcomm och Intel LTE-modem för integrerade kretsar där kapaciteten överskrider gigabit-hastigheter. Läs mer

27

AMD bekräftar Vega-snack på GDC 2017

Det börjar sakta men säkert dra ihop sig till en ny grafikarkitektur från AMD. Nu bekräftar företaget att mer information om Vega presenteras under evenemanget Capsaicin redan nästa vecka. Läs mer