O szczegółach projektu jego autorzy piszą na łamach Nature Physics, wyjaśniając, że tego typu urządzenia powinny być szczególnie pomocne w kontekście wykonywania obliczeń z zakresu fizyki kwantowej. Jednym z takich zagadnień będzie nadprzewodnictwo, w czasie którego materiał wykazuje zerową rezystancję. I choć możliwe jest osiągniecie takiego stanu, to obecnie udaje się to w niskich temperaturach. Szczególnie pożądane byłoby natomiast dokonanie tego samego na przykład w temperaturze pokojowej.
Czytaj też: Splątanie kwantowe, jakiego jeszcze nie było. Te liczby przemawiają do wyobraźni
Niektóre problemy są po prostu zbyt złożone, aby mogły je rozwiązać nawet najszybsze cyfrowe komputery. Dokładna symulacja złożonych materiałów kwantowych, takich jak wysokotemperaturowe nadprzewodniki, jest naprawdę ważnym przykładem – ten rodzaj obliczeń jest daleko poza obecnymi możliwościami ze względu na wykładniczy czas obliczeń i wymagania pamięciowe potrzebne do symulacji właściwości realistycznych modeli. wyjaśnia jeden z autorów badania, Andrew Mitchell
Dzięki postępom w zakresie projektowania komputerów kwantowych oraz ich analogów inżynierowie coraz lepiej radzą sobie z tworzeniem urządzeń zdolnych do rozwiązywania nawet wymagających zagadek. Jak przyznają członkowie zespołu, jak na razie nie udało im się zbudować uniwersalnego programowalnego komputera kwantowego o mocy wystarczającej do rozwiązania wszystkich otwartych problemów w fizyce, ale i tak pojawiło się sporo możliwości. Analogowe urządzenie jest bowiem w stanie uporać się z wybranymi zagadnieniami z zakresu fizyki kwantowej.
Analogowy komputer kwantowy może pomóc w badaniach nad nadprzewodnictwem
Jak wyjaśnia Goldhaber-Gordon, tego typu urządzenia mają tworzyć coś w rodzaju analogii sprzętowej do problemu, który naukowcy próbują w danym momencie rozwiązać. Za przykład podaje sytuację, w której celem jest przewidywanie ruchów planet na nocnym niebie czy czasu zaćmienia. Aby tego dokonać można stworzyć mechaniczny model Układu Słonecznego, w którym ruchy kół zębatych odzwierciedlają sposób poruszania się poszczególnych ciał niebieskich. W przypadku fizyki kwantowej jest to rzecz jasna “nieco” bardziej skomplikowane.
Czytaj też: Szwedzi budują nowy komputer kwantowy. Będzie dostępny dla każdego
Trzeba bowiem skorzystać z komponentów kwantowych, dlatego nowy analog zawiera układy elektroniczne z komponentami w skali nano, których właściwości rządzą się prawami mechaniki kwantowej. Istotny w całej sprawie jest fakt, że istnieje możliwość skalowania opisywanej technologii od pojedynczych jednostek do dużych sieci zdolnych do symulacji masowej materii kwantowej. Istnieje nawet opcja zaprojektowania nowych mikroskopijnych interakcji kwantowych. W przyszłości mogłoby to doprowadzić do powstania nowej generacji skalowalnych półprzewodnikowych analogowych komputerów kwantowych.
