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
3

Halvtid i testlabbet 2018 – första halvårets tester samlade

Det råder semestertider i Sverige, där bad och snudd på tropiskt klimat ser ut att stå på agendan sommaren 2018. I lugnet passar SweClockers på att sammanfatta det gångna halvårets tester. Läs mer

Forumet: Alla avdelningar om spel

Semester innebär förhoppningsvis gott om tid för spelande, och här finns mycket att tillgå på SweClockers. I forumdelen för spel kan du diskutera det senaste äventyret, eller styra upp en spelsession online med andra medlemmar! Läs mer

29

EU bötfäller Google för konkurrensbrott – rekordnota på 44 miljarder

Trots fjolårets rekordböter på 23,5 miljarder kronor är inte stridsyxan mellan Google och EU begraven. Nu döms Google till ytterligare 44 miljarder kronor i böter. Läs mer

18

No Man's Sky Next får trailer – flerspelarläget släpps skarpt 24 juli

Inom kort lanseras No Man's Sky Next, som lovar att ta spelet närmare vad som utlovades vid släpp. På menyn står ny grafik, ett flerspelarläge och möjligheten att styra armador. Läs mer

20

Galleriet: Mahogany Desk färdigställt – dator inbyggd i skräddarsytt skrivbord

Med åländsk björk och en vision om ett rejält datorbord skred medlemmen Khezan till verket. Resultatet efter fyra år blev ett gediget datorchassi/skrivbord, och nu finns det stiliga bygget att beskåda i galleriet! Läs mer

6

SweClockers bjuder in till Discord – spela med oss i sommarvärmen!

Under sommarledigheten har många förhoppningsvis gott om tid för att diskutera datorhårdvara och beta av spellistan. Hoppa då in i vår Discord för en komplett upplevelse! Läs mer

I samarbete med Asus
35

Asus frågar SweClockers – svara och vinn lyxiga gamingprylar

Vad tycker SweClockers läsare om gamingprylar? Asus ställer frågor och lockar med påkostade tävlingsvinster för den som svarar bäst. Läs mer

15

Samsung konstruerar den första funktionella LPDDR5-kretsen

Högre densitet, lägre strömförbrukning och snabbare hastigheter är att vänta vid skiftet till DDR5-minnen. Nu färdigställer Samsung den första strömsnåla LPDDR5-kretsen. Läs mer

203

Forumet: GlassClockers diskuterar de bästa glassarna i sommarvärmen

Solsting och termometer norr om 30°C innebär förhoppningsvis glass i stora lass! I forumet pågår livliga diskussioner om sommarens bästa glass, in och posta bilder på din favorit! Läs mer

Forumdel: Modifikationer och egna konstruktioner

Många på SweClockers kan sätta ihop komponenter, men vissa tar det steget längre och börjar skräddarsy egna lösningar. Är du sugen på att börja och vill ha hjälp eller inspiration? Spana då in vår forumdel för moddning! Läs mer

87

AMD:s drivrutiner mest stabila enligt rapport

Bolaget QA Consultants har genomfört stabilitetstester på grafikkort från Nvidia och AMD, där deras slutsats är att det sistnämnda har de mest stabila drivrutinerna. Läs mer

9

Forumet: Rösta fram Månadens Galleri för juli 2018

Det är återigen dags för Månadens Galleri, där medlemmarna får rösta om några av de flådigaste gallerierna. Vad sägs om ett hemmasnickrat tangentbord, eller en dator inspirerad av läderläppen? Läs mer