นักวิจัยในเนเธอร์แลนด์เปิดตัวอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานในอุณหภูมิเย็นจัดในขณะที่ควบคุมสปินควอนตัมบิต (qubits) ตัวควบคุมสามารถช่วยบรรเทา “คอขวดของการเดินสาย” ที่คุกคามการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่รวม qubits จำนวนมาก นักวิจัยกำลังพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมโดยใช้เทคโนโลยีต่างๆ มากมาย และยังไม่ชัดเจนว่าเทคโนโลยีใดในปัจจุบัน (หากมี)
จะนำไปสู่
การสร้างอุปกรณ์ราคาประหยัดและปรับขนาดได้ การออกแบบที่แข่งขันกันส่วนใหญ่มีความท้าทายที่สำคัญเกี่ยวกับอุณหภูมิของอุปกรณ์ นั่นเป็นเพราะอุปกรณ์ควอนตัมคอมพิวติ้งมักจะทำงานที่อุณหภูมิเย็นจัด ทำให้เย็นกว่าสายไฟและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปอื่นๆ ที่ใช้ในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ควอนตัม
กับโลกภายนอก อุณหภูมิที่ไม่ตรงกันอย่างรุนแรงนี้สามารถขัดขวางการออกแบบและการทำงานของอุปกรณ์ควอนตัมได้ ตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์ ได้ร่วมมือกับ และองค์การเพื่อการวิจัยวิทยาศาสตร์ประยุกต์แห่งเนเธอร์แลนด์ (TNO) หลีกเลี่ยงปัญหานี้โดยแสดงให้เห็นว่าชิปควอนตัมสามารถควบคุมได้
โดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เก็บไว้ที่อุณหภูมิเย็นจัด อุณหภูมิ เขียนพวกเขารายงานว่าตัวควบคุมการแช่แข็งของพวกเขาที่เรียกว่า ควบคุมการทำงานบนชิปควอนตัมที่ใช้ซิลิกอนและประสบความสำเร็จเทียบเท่ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อุณหภูมิห้องมาตรฐานทั่วไป นักฟิสิกส์ซึ่งเกี่ยวข้องกับการศึกษากล่าวว่า
“วิธีที่เราสร้างชิปควอนตัมในขณะนี้เกี่ยวข้องกับสายเส้นเดียวที่เชื่อมต่อจากทุก ๆ คิวบิต [ควอนตัมบิต] ไปจนถึงเครื่องมือวัดที่อุณหภูมิห้อง” เขาอธิบายว่าวิธีการนี้จะไม่สามารถนำไปใช้ได้จริงในอนาคต เนื่องจากนักฟิสิกส์พยายามเชื่อมต่อคิวบิตหลายพันหรือหลายล้านคิวในแต่ละครั้งเพื่อทำการคำนวณ
ที่ซับซ้อน “เมื่อถึงจุดนั้น วิธีแก้ปัญหาของการมีสายไฟเส้นเดียวไปยังทุก ๆ คิวบิตนั้นไม่สามารถทำได้อีกต่อไป” เขากล่าว ทีมงานของเขากำลังพยายามทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เข้าใกล้คิวบิตมากขึ้นทั้งในแง่ของตำแหน่งและอุณหภูมิ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ เชื่อมต่อล้าน “ปัญหาเกี่ยวกับการรวม
และอุปกรณ์
อิเล็กทรอนิกส์คือปัญหาความร้อน ซึ่งเป็นปัญหาของตู้แช่แข็งจริงๆ” วิศวกรจากมหาวิทยาลัยโตรอนโตซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้ เห็นด้วย ตัวควบคุมไมโครเวฟเช่น ทำงานเหมือนตัวรับส่งสัญญาณโทรศัพท์มือถือ โดยมีความยากเพิ่มขึ้นจากการทำงานที่อุณหภูมิต่ำ ในอนาคต กล่าวว่า เพื่อควบคุม
นับล้าน นักวิทยาศาสตร์จะต้องบรรจุตัวรับส่งสัญญาณดังกล่าวหลายหมื่นตัวไว้ในบรรจุภัณฑ์ขนาดเล็กภายในเครื่องแช่แข็ง การศึกษาใหม่อาจเป็นขั้นตอนหนึ่งในการเผชิญกับความท้าทายนี้ ในการทดลอง ทีมใช้ เพื่อควบคุมสปินคิวบิตคู่หนึ่งซึ่งจำกัดด้วยระบบซิลิกอนระดับนาโนที่เรียกว่าดับเบิ้ลควอนตัมดอท
ตัวควบคุมการแช่แข็งใช้การแผ่รังสีไมโครเวฟแบบสั้นที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้าเพื่อควบคุมการหมุนหรือทำการคำนวณด้วยคิวบิตที่ประกอบขึ้นในทำนองเดียวกัน โดยทั่วไปแล้วการระเบิดของไมโครเวฟดังกล่าวจะมาจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อุณหภูมิห้องที่เชื่อมต่อกับชิป qubit ผ่านสายส่งสัญญาณ
โคแอกเชียล ในทางกลับกัน ส่งมอบในขณะที่ทำงานที่อุณหภูมิ 3 K ที่เย็นโดยไม่ทำให้คุณภาพลดลงตั้งข้อสังเกตว่าในการตั้งค่า นักวิจัยสามารถสลับไปมาระหว่างการควบคุมคิวบิตด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อุณหภูมิห้อง หรือด้วยตัวควบคุมการแช่แข็ง พวกเขาพบว่าโดยพื้นฐานแล้วความเที่ยงตรงในการควบคุม
เหมือนกัน โดยมีแนวโน้มที่ 99.7% ในทั้งสองกรณี กล่าวอีกนัยหนึ่ง การควบคุม นั้นเชื่อถือได้เกือบ 100% เทคโนโลยีที่สร้างมายาวนานสมาชิกในทีม กล่าวว่า ตัวควบคุมการแช่แข็งนั้นใช้เทคโนโลยีสารกึ่งตัวนำโลหะออกไซด์ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่มีมาอย่างยาวนาน “การรวบรวมประสบการณ์ 60 ปี
ได้แก่
“อุตสาหกรรมแห่งอนาคต” เช่น ปัญญาประดิษฐ์ วิทยาศาสตร์ข้อมูลควอนตัม เครือข่ายการสื่อสารขั้นสูง และการผลิตขั้นสูง บันทึกข้อตกลงยังคาดการณ์ถึงการสร้าง “อุตสาหกรรมแห่งสถาบันแห่งอนาคต” ซึ่งจะเป็นที่ตั้งของนักวิจัย “ไม่กี่พันคน” ที่ดำเนินการวิจัยและพัฒนาแบบสหวิทยาการ
แถลงการณ์ของแคมเปญ Biden เรียกร้องให้มีการวิจัยและพัฒนาถึง 3 แสนล้านดอลลาร์ในช่วง 4 ปีข้างหน้า และ 4 แสนล้านดอลลาร์ในช่วง 1 ทศวรรษเพื่อสร้าง “การลงทุนที่ใหญ่ที่สุดในการวิจัยพลังงานสะอาด” แผนดังกล่าวกำหนดเป้าหมายการปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ในสหรัฐอเมริกาภายในปี 2593
ผ่านการวิจัยและพัฒนา การลงทุนในโครงสร้างพื้นฐาน กฎระเบียบเกี่ยวกับการปล่อยมลพิษ และการฝึกอบรมพนักงานในอุตสาหกรรมพลังงานแบบดั้งเดิม เงินจำนวน 300 พันล้านเหรียญสหรัฐจะทำหน้าที่ “เพื่อเพิ่มความสามารถในการแข่งขันของชาวอเมริกันในอุตสาหกรรมใหม่ [เช่น] เทคโนโลยีแบตเตอรี
ปัญญาประดิษฐ์ เทคโนโลยีชีวภาพ และพลังงานสะอาด”ใครก็ตามที่ชนะการเลือกตั้งครั้งหน้าจะต้องใช้จ่ายด้านวิทยาศาสตร์เพิ่มขึ้น เลนเชื่อ “เงินทุนมีแนวโน้มลดลงในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา” เขากล่าว “สิ่งที่คุณต้องการในด้านวิทยาศาสตร์และ R&D โดยทั่วไปคือการเติบโตอย่างมั่นคงและยั่งยืนของเงินทุน
จากรัฐบาล” ฟอสเตอร์เห็นด้วย โดยเสริมว่าเขามองว่าการแพร่ระบาดของไวรัสโคโรนาเป็นปัจจัยหนึ่งที่ทำให้ผู้ลงคะแนนหันมาให้ความสำคัญกับวิทยาศาสตร์อีกครั้ง “เหตุผลเดียวที่เราอยู่ในฐานะที่จะพัฒนาวัคซีนได้อย่างรวดเร็วก็คือการวิจัยทางวิทยาศาสตร์หลายทศวรรษ” เขากล่าว “นี่อาจเป็นโอกาส
ชั้นทั้งหมดของโครงสร้างที่ประกอบขึ้นเองซึ่งขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์เนื้อหยาบของวัตถุคล้ายเทปเท่านั้น เมื่อความเข้มข้นของโปรตีนหรือเปปไทด์เพิ่มขึ้นไปอีก เทปจะเพิ่มเป็นสองเท่าก่อนแล้วจึงเรียงซ้อนกันเป็นเส้นใยบิดเกลียว จากนั้นไฟบริลเหล่านี้จะรวมกันเป็นเส้นใยขนาดใหญ่ขึ้น
แนะนำ ufaslot888g
