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
31

Sony Playstation 5 – Jacob och Andreas pratar om hårdvaran

Nästa generations Playstation är officiell och AMD står ännu en gång för kretsarna. Vad betyder det i praktiken och vad är rimligt att vänta sig av "Playstation 5"? Läs mer

11

Sapphire förbereder gyllene Radeon RX 590 inför AMD:s 50-årsfirande

Inför att AMD firar sin 50-årsdag den 1 maj 2019 så hittar ett skräddarsytt Radeon RX 590 ifrån Sapphire ut på webben. Huvudattraktionen är en gyllene kulör. Läs mer

5

Samsung färdigställer 5 nm med EUV – Intels grafikchef kommer på besök

Samsung färdigställer sin 5 nanometers-teknik för testtillverkning, med fördelar som upp till 25 procent högre densitet. Samtidigt kommer Intels grafikchef Raja Koduri på besök. Läs mer

20

Quiz: Star Wars i spelform

Med ett nytt Star Wars-spel på gång senare i höst tänkte vi ta tempen på vad SweClockers medlemmar kan om rymdoperan i spelform. Läs mer

16

Vilka påskägg i spel kommer du ihåg?

I SweClockers forum pågår just nu en påskinsamling av så kallade Easter Eggs, små hemligheter och mysterium som utvecklare ofta lämnat i sina spel. In och dela med dig av ditt bästa påskägg i forumtråden! Läs mer

19

Razer släpper grafikkortsdockan Core X Chroma med 700 W nätaggregat

Razer satsar vidare på sina grafikkortsdockor, som kan pressa upp spelprestandan på bärbara datorer vid behov. Nykomlingen stödjer alla moderna grafikkort och får RGB-belysning. Läs mer

21

Gurras dumma frågor om datorchassin – fler avsnitt i nybörjarserien släppta

Alla har vi någon gång varit nybörjare på att bygga datorer, och detta gäller i högsta grad Gustav Höglund som i en ny videoserie ställer frågor till redaktionen. Läs mer

9

Nvidia certifierar ytterligare sju skärmar för kompatibilitet med G-Sync

Nvidia fortsätter arbetet med att ge sina grafikkort automatiskt stöd för skärmar med VESA Adaptive Sync, där de nuvarande 17 modellerna snart utökas med ytterligare 7 stycken. Läs mer

141

Vad ska du spela i påskhelgen?

Påsk innebär inte bara ägg, harar och tema Jesus, utan även ett perfekt tillfälle för lite hederligt spelande. Vilken titel tänker du ge dig på? Berätta i forumet! Läs mer

20 ÅR
38

Throwback Thursday – AMD Opteron och arkitekturen "Sledgehammer" fyller 16 år

För 16 år sedan tog AMD upp kampen på allvar med ärkerivalen Intel om servermarknaden, då företaget sjösatte första generationens Opteron-processorer och arkitekturen "Sledgehammer". Läs mer

44

Datorfläktar – Jonas förklarar hur olika anslutningar fungerar

Att styra fläktarna i datorn kan vara något av en djungel beroende på kontakt. SweClockers reder ut hur de vanligaste två kontakterna fungerar och vad det finns för- och nackdelar med dessa. Läs mer

22

Oneplus 7 får skärm med 90 Hz och högre upplösning än tidigare

Skärmen i Oneplus kommande flaggskeppstelefon kan få bildskärm med 90 Hz bilduppdatering, en ovanlig egenskap för telefoner som inte är renodlade speltelefoner. Läs mer