การจำลองกระบวนการทางเคมีเป็นหนึ่งในการประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีแนวโน้มมากที่สุด แต่ปัญหาด้านเสียงทำให้ระบบควอนตัมที่พึ่งเกิดขึ้นไม่สามารถทำงานได้ดีกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไปในงานดังกล่าว ตอนนี้ นักวิจัยที่ Google ได้ดำเนินการขั้นตอนสำคัญสู่เป้าหมายนี้โดยใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทรงพลังที่สุดแต่สร้างขึ้นเพื่อใช้โปรโตคอลในการคำนวณโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของโมเลกุล
ได้สำเร็จ ผลลัพธ์อาจเป็นพิมพ์เขียวสำหรับการคำนวณ
ที่ซับซ้อนและมีประโยชน์สำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ได้รับผลกระทบจากสัญญาณรบกวนในเดือนตุลาคม 2019 Google ได้ประกาศถึงการประโคมครั้งใหญ่ว่าคอมพิวเตอร์ Sycamore ขนาด 53 บิตของมันได้เปรียบด้านควอนตัม ซึ่งหมายความว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถแก้ปัญหาอย่างน้อยหนึ่งปัญหาได้เร็วกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ทั่วไป อย่างไรก็ตาม นักวิจัยของ Google ยอมรับอย่างเปิดเผยว่าปัญหาที่ Sycamore แก้ไขได้ (การสุ่มตัวอย่างผลลัพธ์ของวงจรควอนตัมแบบสุ่ม) เป็นเรื่องง่ายสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม แต่ยากสำหรับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ทั่วไป และใช้งานจริงเพียงเล็กน้อย
สิ่งที่นักวิจัยต้องการจะทำคือใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมเพื่อแก้ปัญหาที่มีประโยชน์อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าที่เป็นไปได้กับคอมพิวเตอร์ทั่วไป: “Sycamore สามารถตั้งโปรแกรมได้อย่างมาก และโดยหลักการแล้ว คุณสามารถเรียกใช้อัลกอริทึมใดๆ ก็ได้ในนั้น…ในแง่นี้ มันเป็นควอนตัมสากล คอมพิวเตอร์” Ryan Babbush สมาชิกในทีม จาก Google Research อธิบาย “อย่างไรก็ตาม มีข้อแม้อยู่มาก: ยังคงมีเสียงรบกวนที่ส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์ และด้วยเหตุนี้เราจึงยังมีข้อจำกัดในขนาดของวงจรที่เราสามารถใช้ได้” เสียงดังกล่าวซึ่งเป็นผลมาจากแหล่งกำเนิดแบบคลาสสิก เช่น การรบกวนทางความร้อน สามารถทำลายการทับซ้อนที่เปราะบางซึ่งมีความสำคัญต่อการคำนวณด้วยควอนตัม: “เราสามารถใช้วงจรที่เป็นสากลอย่างสมบูรณ์ได้ก่อนที่เสียงจะดังขึ้นและทำลายการคำนวณในที่สุด” Babbush กล่าว
ขั้นตอน Hartree-Fockในงานวิจัยชิ้นใหม่นี้
ทีมงานได้ใช้ Sycamore เพื่อนำขั้นตอน Hartree-Fock มาใช้ ซึ่งเป็นวิธีการที่กำหนดไว้อย่างดีสำหรับการคำนวณโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ของระบบโมเลกุล และนำไปใช้กับการทำให้เป็นไอโซเมอไรเซชันของไดอะซีน สิ่งนี้ซับซ้อนกว่าการจำลองก่อนหน้านี้ในคอมพิวเตอร์ควอนตัมอย่างมาก โดยเพิ่มจำนวน qubits สูงสุดที่ใช้จากหกเป็น 12
qubit ที่ต่อเนื่องกันแต่ละอันทำให้เกิดสัญญาณรบกวนเพิ่มเติม: “คุณต้องดำเนินการลดข้อผิดพลาดบางประเภท” Nick Rubin จาก Google Research กล่าว “วิธีสุดโต่ง – และนี่คือสิ่งที่ทีม Google สร้างขึ้น – คือการสร้างการแก้ไขข้อผิดพลาด คอมพิวเตอร์ควอนตัมซึ่งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนการคำนวณควอนตัมเป็นการคำนวณควอนตัมดิจิทัลและแก้ไขข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นระหว่างทาง”
หากไม่มีสิ่งนี้ Rubin ได้พัฒนาเทคนิคการลดข้อผิดพลาดทางคณิตศาสตร์ที่อนุญาตให้ระบุและกำจัดเสียงรบกวน การใช้เทคนิคนี้และอื่น ๆ Rubin อธิบายว่านักวิจัยสามารถ “ลดอัตราความผิดพลาดของ Sycamore ผ่านการสอบเทียบแล้วใช้การบรรเทาข้อผิดพลาดของอัลกอริธึมเพื่อดู – ในกรณีนี้ – เคมีที่มีความเที่ยงตรงสูง” ผลลัพธ์ของพวกเขาตรงกับผลลัพธ์จากคอมพิวเตอร์ทั่วไป
การจำลองที่ซับซ้อนมากขึ้นกระแทกแดกดัน โครงสร้างที่ทำนายโดยขั้นตอน Hartree-Fock ง่ายๆ สำหรับโมเลกุลนี้ไม่เห็นด้วยกับการวัดในห้องปฏิบัติการ แต่ Babbush อธิบายว่า “ข้อบกพร่องที่โดดเด่น” ของขั้นตอน Hartree-Fock สำหรับการทำนายโครงสร้างนั้นไม่เกี่ยวข้อง “แน่นอนว่าเราต้องการสร้างแบบจำลองที่ซับซ้อนกว่านี้” เขากล่าว “แต่แม้กระทั่งสิ่งเหล่านี้ก็ยังใช้รูทีนย่อยที่เราพัฒนาขึ้นที่นี่เพื่อเป็นก้าวย่าง” ไม่ว่าจะด้วยการปรับปรุงเพิ่มเติมหรือไม่ก็ตาม
จะสามารถพิสูจน์ให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการแก้ปัญหา
ที่ยากจะรักษาแบบคลาสสิกในเคมีควอนตัมบนสิ่งที่เรียกว่า “คอมพิวเตอร์ควอนตัมระดับกลางที่มีเสียงดัง” (NISQ) โดยใช้การบรรเทาข้อผิดพลาดควอนตัมยังไม่ทราบ: “การบรรเทาข้อผิดพลาดจะพาคุณไปเท่านั้น” จนถึงตอนนี้” Babbush กล่าว “เมื่อถึงจุดหนึ่ง สิ่งที่คุณจะได้รับก็คือเสียงรบกวน ดังนั้นไม่สำคัญว่าคุณจะรู้ว่ามันคือเสียงรบกวนหรือไม่
Google รายงานอำนาจสูงสุดของควอนตัมในร่างเอกสารนักเคมีควอนตัมและนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ Alán Aspuru-Guzikจากมหาวิทยาลัยโตรอนโตในแคนาดากล่าวว่า “งานนี้ผลักดันเข็มในการคำนวณควอนตัมสำหรับเคมี “มันแสดงให้เห็นอย่างตรงไปตรงมาว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำอะไรได้บ้างในปัจจุบันในอุปกรณ์ เปรียบเทียบกับสิ่งที่พวกเขาสามารถทำได้เมื่อสองสามปีก่อน และความก้าวหน้านั้นไม่ธรรมดา นอกจากนี้ยังควรบอกด้วยว่ายังมีพื้นที่เปิดโล่งขนาดใหญ่สำหรับการปรับปรุงฮาร์ดแวร์และเทคนิคอัลกอริธึมอันชาญฉลาด”
“เราอยู่ในยุคของ NISQ” Barry Sanders นักวิทยาศาสตร์ข้อมูลควอนตัมจากมหาวิทยาลัย Calgary ของแคนาดากล่าว “ผมซาบซึ้งในสิ่งที่พวกเขากำลังทำอยู่ตอนนี้ ซึ่งก็คือ ‘ลืมเรื่องคอมพิวเตอร์ควอนตัมสากลกันเถอะ แล้วมาผลักดันเทคโนโลยีของเราให้แก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกัน’
รายการพฤติกรรมที่น่าประหลาดใจในกราฟีน “twisted bilayer” (TBG) นั้นยาวขึ้นเรื่อย ๆ วัสดุ – ซึ่งทำโดยการซ้อนกราฟีนสองแผ่นทับกัน แล้วหมุนแผ่นหนึ่งเพื่อให้แผ่นไม่ตรงแนวเล็กน้อย – เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่ารองรับสถานะฉนวนและตัวนำยิ่งยวดที่หลากหลาย ขึ้นอยู่กับความแข็งแรง ของสนามไฟฟ้าประยุกต์ ขณะนี้นักวิจัยในสหรัฐอเมริกาได้ค้นพบความแปลกประหลาดอีกอย่างหนึ่ง: เมื่อ TBG สัมผัสกับแสงอินฟราเรด ความสามารถในการนำไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลง ตามที่Fengnian XiaจากมหาวิทยาลัยเยลFan Zhangจากมหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ Dallasและเพื่อนร่วมงาน การค้นพบนี้ทำให้สามารถพัฒนาเครื่องตรวจจับอินฟราเรดประเภทใหม่ได้โดยใช้แผ่นคาร์บอนที่เรียงซ้อนกันเหล่านี้
กราฟีนชั้นเดียวประกอบด้วยการทำซ้ำของอะตอมคาร์บอนอย่างง่าย ๆ ที่จัดเรียงเป็นโครงตาข่ายหกเหลี่ยมสองมิติ ในสภาพที่เก่าแก่นี้ วัสดุไม่มีแถบคาดแบบอิเล็กทรอนิกส์ นั่นคือ เป็นเซมิคอนดักเตอร์แบบไม่มีช่องว่าง อย่างไรก็ตาม เมื่อวางแผ่นกราฟีนสองแผ่นทับกันและไม่อยู่ในแนวเดียวกันเล็กน้อย พวกมันจะสร้างลวดลายมัวเรหรือซุปเปอร์แลตทิซ ในการจัดเรียงใหม่นี้ ยูนิตเซลล์ของคริสตัล 2 มิติจะขยายออกไปอย่างมาก ราวกับว่ามันถูก “ยืด” เทียมไปในทิศทางทั้งสองในระนาบ การยืดออกนี้เปลี่ยนแปลงการโต้ตอบทางอิเล็กทรอนิกส์ของวัสดุอย่างมาก
Credit : ghdhairstraightenersydney.com ghdivsalonstyleruk.com ghdstraightenersonline.org giulianovacalcio.net gratisseksfilms.info
