Para peneliti menemukan bahwa “atom super” emas dapat berperilaku seperti atom dalam sistem kuantum tingkat atas—hanya saja jauh lebih mudah untuk diukur. Cluster kecil ini dapat disesuaikan pada tingkat molekuler, menawarkan landasan yang kuat dan dapat disesuaikan untuk perangkat kuantum generasi berikutnya. Cluster Emas sebagai Blok Bangunan Kuantum yang Dapat Diskalakan Komputer kuantum, sensor, dan teknologi canggih lainnya (…)

JetMedia Digital Agency

Fisikawan telah menemukan cara membuat elektron “membeku” dan “meleleh” menjadi pola kuantum yang aneh, membentuk jenis materi baru di mana benda padat dan cair hidup berdampingan. Listrik menggerakkan hampir setiap aspek kehidupan modern, mulai dari memberi daya pada kendaraan dan telepon pintar hingga menjalankan komputer dan perangkat lainnya yang tak terhitung jumlahnya. Meskipun elektron tidak terlihat dengan mata telanjang, elektron terorganisir (…)

JetMedia Digital Agency

Para ilmuwan telah merancang baterai kuantum topologi yang dapat mengisi daya secara efisien tanpa kehilangan energi, menggunakan sifat unik mekanika kuantum dan topologi. Penelitian mereka menunjukkan bahwa disipasi, yang selama ini dianggap berbahaya, sebenarnya dapat meningkatkan daya pada baterai generasi berikutnya. Lompatan Kuantum dalam Penyimpanan Energi Para ilmuwan dari Pusat Komputasi Kuantum RIKEN dan Universitas Huazhong (…)

JetMedia Digital Agency

Sebuah prosesor kuantum telah mengungkap fase materi eksotik yang sebelumnya tidak teramati. Penemuan ini menyoroti peran komputer kuantum dalam memajukan fisika fundamental. Fase materi menggambarkan bentuk dasar materi, seperti air yang berwujud cair atau es. Secara tradisional, para ilmuwan telah mendefinisikan fase-fase ini dalam keadaan setimbang, ketika suatu sistem tetap stabil (…)

JetMedia Digital Agency

Para ilmuwan telah menciptakan simulasi 3D real-time pertama tentang bagaimana laser mengubah ruang hampa kuantum. Dengan menggunakan pemodelan komputasi mutakhir, para ilmuwan dari Universitas Oxford, bekerja sama dengan Instituto Superior Técnico di Universitas Lisbon, telah berhasil menghasilkan simulasi tiga dimensi real-time pertama yang menunjukkan betapa kuatnya sinar laser dapat memodifikasi “kekosongan kuantum”. (…)

JetMedia Digital Agency

Para ilmuwan telah menghubungkan putaran nuklir di dalam chip silikon, menandai lompatan menuju komputer kuantum yang dapat diskalakan.

Insinyur di UNSW telah mencapai terobosan besar Komputasi kuantum dengan menciptakan apa yang dikenal sebagai “kuantum terjerat.” Dalam fenomena ini, dua partikel menjadi sangat terhubung sehingga perilaku mereka tidak lagi dapat dijelaskan secara independen satu sama lain. Tim mencapai hal ini dengan menggunakan putaran dua inti atom, sumber daya yang dianggap penting bagi komputer kuantum untuk mengungguli mesin tradisional.

Temuan, diterbitkan di Sainstandai langkah penting menuju pengembangan komputer kuantum skala besar, yang secara luas dipandang sebagai salah satu batas ilmiah dan teknologi paling ambisius di abad ke-21.

Menurut penulis utama Dr. Holly Stemp, karya ini menunjukkan jalan untuk membangun microchip kuantum di masa depan dengan teknologi yang sudah tersedia.

“Kami berhasil membuat objek kuantum terbersih, sebagian besar terisolasi berbicara satu sama lain, pada skala di mana perangkat elektronik silikon standar saat ini dibuat,” katanya.

Kesulitan utama dalam merancang komputer kuantum telah menemukan keseimbangan yang tepat antara dua persyaratan yang bertentangan: melindungi keadaan kuantum yang halus dari gangguan dan kebisingan, sambil tetap memungkinkan mereka untuk berinteraksi untuk melakukan perhitungan. Tantangan ini menjelaskan mengapa berbagai jenis perangkat keras kuantum tetap dalam persaingan. Beberapa sistem dapat melakukan operasi dengan sangat cepat tetapi sangat rentan terhadap kebisingan, sementara yang lain lebih terlindungi dari gangguan tetapi jauh lebih sulit untuk dikendalikan dan diperluas.

Tim UNSW telah berinvestasi dalam platform yang – sampai hari ini – dapat ditempatkan di kamp kedua. Mereka telah menggunakan putaran nuklir atom fosfor, ditanamkan dalam chip silikon, untuk mengkodekan informasi kuantum.

“Putar inti atom adalah objek kuantum terbersih, paling terisolasi yang dapat ditemukan di negara padat,” kata Profesor Sciencia Andrea Morello, Sekolah Teknik & Telekomunikasi Listrik UNSW.

“Selama 15 tahun terakhir, kelompok kami telah memelopori semua terobosan yang menjadikan teknologi ini pesaing nyata dalam ras komputasi kuantum. Kami sudah menunjukkan bahwa kami dapat menyimpan informasi kuantum selama lebih dari 30 detik – keabadian, di dunia kuantum – dan melakukan operasi logika kuantum dengan kesalahan kurang dari 1%.

“Kami adalah yang pertama di dunia yang mencapai ini di perangkat silikon, tetapi semuanya datang dengan harga: isolasi yang sama yang membuat inti atom begitu bersih, membuatnya sulit untuk menghubungkannya bersama dalam prosesor kuantum skala besar.”

Sampai sekarang, satu -satunya cara untuk mengoperasikan beberapa inti atom adalah agar mereka ditempatkan sangat berdekatan di dalam padatan, dan dikelilingi oleh satu dan elektron yang sama.

“Kebanyakan orang menganggap elektron sebagai partikel subatomik terkecil, tetapi fisika kuantum memberi tahu kita bahwa ia memiliki kemampuan untuk ‘menyebar’ di luar angkasa, sehingga dapat berinteraksi dengan beberapa inti atom,” kata Dr. Holly Stemp, yang melakukan penelitian ini di UNSW dan sekarang menjadi peneliti postdoctoral di DENGAN di Boston.

“Meski begitu, kisaran di mana elektron dapat menyebar sangat terbatas. Selain itu, menambahkan lebih banyak nuklei ke elektron yang sama membuatnya sangat menantang untuk mengendalikan setiap nukleus secara individual.”

Membuat inti atom berbicara melalui ‘telepon’ elektronik

“Melalui metafora, orang bisa mengatakan bahwa, sampai sekarang, nuklei seperti orang yang ditempatkan di ruang kedap suara,” kata Dr. Stemp.

“Mereka dapat berbicara satu sama lain selama mereka semua berada di ruangan yang sama, dan percakapannya benar -benar jelas. Tetapi mereka tidak dapat mendengar apa pun dari luar, dan hanya ada begitu banyak orang yang dapat muat di dalam ruangan. Mode percakapan ini tidak ‘skala’.

“Dengan terobosan ini, seolah -olah kita memberi orang telepon untuk berkomunikasi dengan kamar lain. Semua kamar masih bagus dan tenang di dalam, tetapi sekarang kita dapat melakukan percakapan antara lebih banyak orang, bahkan jika mereka jauh.”

‘Telepon’, pada kenyataannya, adalah elektron. Mark Van Blankenstein, penulis lain di atas kertas, menjelaskan apa yang sebenarnya terjadi di tingkat sub-atom.

“Dengan kemampuan mereka untuk menyebar di ruang angkasa, dua elektron dapat ‘menyentuh’ satu sama lain pada jarak yang cukup jauh. Dan jika setiap elektron secara langsung digabungkan ke inti atom, inti dapat berkomunikasi melalui itu.”

Jadi seberapa jauh jarak nukleus yang terlibat dalam percobaan?

“Jarak antara nuklei kami adalah sekitar 20 nanometer – seperseribu lebar rambut manusia,” kata Dr. Stemp.

“Itu tidak terdengar banyak, tetapi pertimbangkan ini: jika kita meningkatkan masing -masing nukleus dengan ukuran seseorang, jarak antara nuklei akan hampir sama seperti antara Sydney dan Boston!”

Dia menambahkan bahwa 20 nanometer adalah skala di mana chip komputer silikon modern secara rutin diproduksi untuk bekerja di komputer pribadi dan ponsel.

“Anda memiliki miliaran transistor silikon di saku Anda atau di dalam tas Anda saat ini, masing-masing berukuran sekitar 20 nanometer. Ini adalah terobosan teknologi kami yang sebenarnya: mendapatkan objek kuantum yang paling bersih dan paling terisolasi yang berbicara satu sama lain pada skala yang sama dengan perangkat elektronik yang ada. nuklei. “

Jalan Maju

Terlepas dari sifat eksotis dari percobaan, para peneliti mengatakan perangkat ini tetap kompatibel secara fundamental dengan cara semua chip komputer saat ini dibangun. Atom-atom fosfor diperkenalkan dalam chip oleh tim Profesor David Jamieson di University of Melbourne, menggunakan lempengan silikon yang sangat murni yang disediakan oleh Profesor Kohei Itoh di Universitas Keio di Jepang.

Dengan menghilangkan kebutuhan akan inti atom untuk melekat pada elektron yang sama, tim UNSW telah menyisihkan penghalang jalan terbesar ke peningkatan komputer kuantum silikon berdasarkan inti atom.

“Metode kami sangat kuat dan dapat diskalakan. Di sini kami hanya menggunakan dua elektron, tetapi di masa depan kami bahkan dapat menambahkan lebih banyak elektron, dan memaksa mereka dalam bentuk yang memanjang, untuk menyebarkan inti lebih jauh,” kata Prof. Morello.

“Elektron mudah untuk bergerak dan ‘memijat’ ke dalam bentuk, yang berarti interaksi dapat dinyalakan dan dimatikan dengan cepat dan tepat. Itulah yang dibutuhkan untuk komputer kuantum yang dapat diskalakan.”

Referensi: “Keterikatan skala nuklir yang dimediasi oleh pertukaran elektron” oleh Holly G. Stemp, Mark R. Van Blankenstein, Serwan Asaad, Mateusz T. Mądzik, Benjamin Joecker, Hannes R. Furge, Arne Laucht, Fay E. Hudson Laucht, Andrew S. Dzurak, Arne Laucht, Fay E. Hudson Laucht, Andrew S. Dzurak, Dzurak, Fay E. Hudson Laucht, Andrew S. Dzurak, Dzurak, Laucht, Fay E. Hudson Laucht, Andrew S. Dzurak, Dzurak, Laucht, Fay E. Hudson Laucht, Andrew S. Dzurak, Dzurak, Laucht, Fay E. Hudson Laucht, Andrew S. Dzurak David N. Jamieson dan Andrea Morello, 18 September 2025, Sains.
Doi: 10.1126/science.ady3799

Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.
Ikuti kami di Google dan Google News.

Fase materi yang eksotis telah direalisasikan pada prosesor kuantum.

Materi dapat ada dalam berbagai bentuk, atau fase, seperti air cair atau es padat. Fase -fase ini biasanya dipahami dalam kondisi keseimbangan, di mana semuanya tetap stabil dari waktu ke waktu. Namun, alam juga mengizinkan banyak kemungkinan yang lebih aneh: fase yang hanya muncul ketika suatu sistem didorong keluar dari keseimbangan. Sebuah studi baru yang diterbitkan di Alam Menunjukkan bahwa komputer kuantum menyediakan alat baru yang kuat untuk menyelidiki keadaan materi yang tidak biasa ini.

Berbeda dengan fase biasa, fase kuantum non-kesetimbangan ditentukan oleh bagaimana mereka berubah dan berkembang seiring waktu, jenis perilaku yang tidak dapat dijelaskan oleh termodinamika kesetimbangan standar. Contoh yang sangat menarik muncul dalam sistem Floquet (sistem kuantum yang didorong dalam siklus reguler, berulang). Mengemudi periodik ini dapat menghasilkan jenis urutan yang sama sekali baru yang tidak ada dalam kondisi keseimbangan, mengungkap fenomena jauh melampaui fase materi konvensional yang diizinkan.

Menggunakan 58 superkonduktor qubit kuantum prosesor, tim dari universitas teknis Munich (TUM), Universitas Princetondan Google Quantum AI menyadari keadaan floquet yang dipesan secara topologis, sebuah fase yang telah diusulkan secara teoritis tetapi belum pernah diamati sebelumnya. Mereka secara langsung mencitrakan gerakan terarah karakteristik di tepi dan mengembangkan algoritma interferometrik baru untuk menyelidiki sifat topologi yang mendasari sistem. Ini memungkinkan mereka untuk menyaksikan “transmutasi” yang dinamis dari partikel -partikel eksotis – ciri khas yang secara teoritis diprediksi untuk keadaan kuantum eksotis ini.

Komputer kuantum sebagai laboratorium

“Fase non-ekuilibrium yang sangat terjerat sangat sulit untuk disimulasikan dengan komputer klasik,” kata penulis pertama Melissa Will, mahasiswa PhD di Departemen Fisika Sekolah Ilmu Pengetahuan Alam Tum. “Hasil kami menunjukkan bahwa prosesor kuantum bukan hanya perangkat komputasi – mereka adalah platform eksperimental yang kuat untuk menemukan dan menyelidiki keadaan materi yang sama sekali baru.”

Pekerjaan ini membuka pintu ke era baru simulasi kuantum, di mana komputer kuantum menjadi laboratorium untuk mempelajari lanskap yang luas dan sebagian besar tidak dijelajahi dari materi kuantum yang tidak seimbang. Wawasan yang diperoleh dari studi ini dapat memiliki implikasi yang luas, dari memahami fisika fundamental hingga merancang teknologi kuantum generasi berikutnya.

Referensi: “Probing Non-Equilibrium Topologi Tata Topologi Pada Prosesor Kuantum” oleh M. Will, Ta Cochran, E. Rosenberg, B. Jobst, NM Eassa, P. Roushan, M. Knap, A. Gammon-Smith dan F. Pollmann, 10 September 2025, Alam.
Dua: 10.1038/S41586-025-09456-3

Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.

Setelah kekuatan dominan dalam pembuatan chip, Amerika Serikat telah menyaksikan kepemimpinannya tergelincir ke negara -negara lain – tetapi Laboratorium Nasional Sandia sedang dalam misi untuk membalikkan tren itu. Dengan bergabung dengan Pusat Teknologi Semikonduktor Nasional di bawah Chips and Science Act, Sandia bertujuan untuk mendorong terobosan dalam produksi chip canggih, dari desain “chiplet” mutakhir hingga (…)

RisalahPos.com Network

Cepat, tepat, dan siap digunakan di lapangan: sistem sisir frekuensi optik tingkat kuantum yang mampu mengukur 0,34 nanometer hanya dalam 25 mikrodetik. Institut Penelitian Standar dan Sains Korea telah mengembangkan sistem mutakhir untuk mengukur panjang dengan tingkat presisi yang sangat dekat dengan batas kuantum mendasar. Ini (…)

RisalahPos.com Network

Para ilmuwan telah mencapai lompatan besar dalam teknologi kuantum dengan memperoleh ekspresi matematika yang tepat yang penting untuk menyempurnakan keterikatan kuantum yang berisik ke dalam keadaan murni yang diperlukan untuk komputasi dan komunikasi kuantum tingkat lanjut. Pekerjaan mereka meninjau kembali dan mengoreksi teori cacat dari dua dekade lalu, mendorong perbatasan teoretis jauh di depan kemampuan eksperimental dan mengatur (…)

RisalahPos.com Network