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
9

AMD Ryzen 7 3700U listas i databas – nästa generations Ryzen för bärbara datorer

I databasen för prestandatestet Userbenchmark dyker Ryzen 7 3700U upp, vilken tillhör nästkommande generations Ryzen-processorer för bärbara datorer. Läs mer

17

Forumet: Left 4 Dead fyller 10 år

I ett decennium har spelare världen över besegrat levande döda med hjälp av gevär, brandyxor och rörbomber. Diskutera dina minnen kring Left 4 Dead! Läs mer

82

Exemplar av EVGA Geforce RTX 2080 Ti XC uppges ha fattat eld

Geforce RTX 2080 Ti är flaggskeppsprodukten i Nvidias senaste grafikkortsserie. Nu uppges ett exemplar av kortet ha börjat brinna, och detta utan överklockning eller tung belastning. Läs mer

68

En tillbakablick på Intel Core i7-920 – arkitekturen Nehalem fyller tio år

För tio år sedan sjösatte Intel arkitekturen Nehalem och de första Core i7-processorerna. David Kvist tar en promenad längs med minnenas boulevard för en tillbakablick på Core i7-920. Läs mer

127

Test: Ray tracing i Battlefield V med Nvidia RTX-serien

Strålspårning, strålföljning, ray tracing eller hur du nu vill kalla det. Redaktionen laddar testriggarna med fler grafikkort och testar nya tekniken i Battlefield V. Läs mer

34

FZ testar Battlefield V – actionskjutare som inte tar ut svängarna

FZ testar Battlefield V och imponeras av flera aspekter som fokuset på lagspel och det storslagna spelläget Grand Operations. Däremot faller kampanjen och nytänket kort. Läs mer

71

Quiz: Doge, Nyan Cat och andra memes

Temat för veckans quiz på SweClockers är något utöver det vanliga, då siktet ställs in på memes av olika slag. Läs mer

29

SK Hynix avtäcker första primärminnet enligt DDR5-standarden

Nästa år väntas standarden för DDR5 spikas av JEDEC, och nu meddelar SK Hynix att de ta tagit fram de första kretsarna som lever upp till denna. Läs mer

8

Insomniac Games släpper Sunset Overdrive till PC/Windows

Fyra år efter lanseringen till Xbox One släpps nu Sunset Overdrive till PC/Windows. I titeln vankas det actionäventyr med horder av fiender och ett intensivt stridssystem. Läs mer

17

Nvidia presenterar kvartalsrapport – datacenter växer med 58 procent

Nvidia presenterar sin kvartalsrapport för årets tredje kvartal, vilken visar på både ökade intäkter och förbättrade marginaler. Framförallt datacenter ser en stor tillväxt på 58 procent. Läs mer

128

Nvidia bekräftar tillverkningsproblem för Geforce RTX 2080 Ti

Varken drivrutiner eller GDDR6-minnet ska ha legat bakom stabilitetsproblemen för Geforce RTX 2080 Ti. Nvidia meddelar istället att felet låg hos bristfälliga kretskort. Läs mer

158

Inför Black Friday – SweClockers guide till TV-utbudet 2018

Greppa skillnaden mellan OLED och LCD och hur tillverkarna betecknar sina modeller. SweClockers kartlägger marknadens TV-modeller inför reasäsongen 2018. Läs mer