Naučnici već godinama rade na implementaciji kvantnog računarstva u praktičnu svakodnevnu upotrebu. Iako su se prve uspješne demonstracije takve tehnologije dogodile kasnih 1990-ih, kvantni računari su krhki i zahtijevaju ozbiljno održavanje kako bi se osigurao njihov nesmetan rad, što njihovo stvaranje za upotrebu u svakodnevnim aplikacijama čini prilično izazovnim.
Jedan od najsloženijih dijelova kvantnog kompjutera je supravodljivi kubit, komponenta kvantnog računarstva koja sadrži induktori i kondenzatore i oslanja se na supravodljiva kola. Međutim, prema nedavnim istraživanjima, supravodljivi kubit se možda smanjuje zahvaljujući naučnicima sa Tehnološkog instituta u Masačusetsu koji razvijaju novu vrstu kubita koristeći ultratanke materijale.
Kubit je element tehnologije koji je teško razumjeti jer sa sobom nosi sve nesigurnosti kvantne mehanike. Dok je normalni kompjuterski bit binarni, što znači ili 1 ili 0, kubit može biti 1, 0 ili oboje u isto vrijeme. To je zbog kvantne superpozicije, gdje se dvije različite talasne dužine ili čestice mogu kombinovati tako da koegzistiraju u istom prostoru. U suštini, čestica može biti na dva mjesta u isto vrijeme, što omogućava da kubit istovremeno bude 1 ili 0. Ovo omogućava kvantnim računarima da uštede prostor za podatke, kao i da efikasnije izvode algoritme.
Da bi radili, kubiti se moraju držati na temperaturi smrzavanja blizu apsolutne nule Kelvina. To čini izgradnju kvantnog računara skupom i veoma teškom. Budući da ovi kubiti također koriste pojedinačne čestice, mogu biti vrlo osjetljivi na druge vibracije, čak i male. Većina kubita se sastoji od specijalnog supravodljivog aluminijumskog kola koje bi moglo da učini kvantni kompjuter masivnim.
Naučnici sa Tehnološkog instituta u Masačusetsu osporavaju konvencionalnu veličinu kubita koristeći ultratanki materijal. Ovi materijali, kao što je bor nitrid, imaju samo nekoliko slojeva debljine. Istraživači su koristili heksagonalni bor nitrid da formiraju izolator unutar qubit kondenzatora. Ovo omogućava smanjenje veličine kondenzatora, čineći kubite sveukupno manjim. Istraživači su otkrili da od novog materijala mogu stvoriti kubite za stotinu manje od tradicionalne veličine.
Ovo ne samo da će pomoći u smanjenju veličine kvantnog računara, već će i smanjiti smetnje ili preslušavanje između kubita koji mogu ometati rad kvantnog računara.
Iako ovo istraživanje sugerira da još mnogo posla treba obaviti, ono naglašava važan korak ka tome da kvantne kompjutere učinimo prihvatljivijim. Uz manje uređaje, društvu će biti lako da koristi ove mašine, što će kvantno računanje učiniti važnim dijelom naše budućnosti.
Pročitajte također:
- Lansiran je prvi evropski kvantni kompjuter sa više od 5000 kubita
- 100 godina kvantne fizike: od teorija 1920-ih do kompjutera'materice