Vědci již léta pracují na implementaci kvantového počítání v praktickém každodenním použití. Přestože první úspěšné demonstrace takové technologie proběhly koncem 1990. let XNUMX. století, kvantové počítače jsou křehké a vyžadují seriózní údržbu, aby byl zajištěn jejich bezproblémový provoz, takže jejich vytvoření pro použití v každodenních aplikacích je docela problém.
Jednou z nejsložitějších částí kvantového počítače je supravodivý qubit, součást kvantového počítání, která obsahuje induktory a kondenzátory a spoléhá na supravodivé obvody. Podle nedávného výzkumu se však supravodivý qubit může zmenšovat díky vědcům z Massachusettského technologického institutu, kteří vyvíjejí nový typ qubitu pomocí ultratenkých materiálů.
Qubit je těžko pochopitelný prvek technologie, protože s sebou nese všechny nejistoty kvantové mechaniky. Zatímco normální počítačový bit je binární, což znamená buď 1 nebo 0, qubit může být 1, 0 nebo oba současně. To je způsobeno kvantovou superpozicí, kdy lze kombinovat dvě různé vlnové délky nebo částice tak, aby koexistovaly ve stejném prostoru. Částice může být v podstatě na dvou místech současně, což umožňuje, aby qubit byl současně 1 nebo 0. To umožňuje kvantovým počítačům šetřit místo pro data a efektivněji provádět algoritmy.
Aby fungovaly, musí být qubity udržovány při teplotě mrazu blízké absolutní nule Kelvinů. To činí stavbu kvantového počítače nákladnou a velmi obtížnou. Protože tyto qubity také používají jednotlivé částice, mohou být velmi zranitelné vůči jiným vibracím, dokonce i malým. Většina qubitů se skládá ze speciálního supravodivého hliníkového obvodu, který by mohl udělat kvantový počítač masivní.
Vědci z Massachusetts Institute of Technology zpochybňují konvenční velikost qubitů pomocí ultratenkého materiálu. Tyto materiály, jako je nitrid boru, mají tloušťku pouze několika vrstev. Výzkumníci použili hexagonální nitrid boru k vytvoření izolátoru uvnitř qubitového kondenzátoru. To umožňuje zmenšení velikosti kondenzátoru, takže qubity jsou celkově menší. Vědci zjistili, že z nového materiálu dokážou vytvořit qubity o setinu menší, než je tradiční velikost.
To pomůže nejen snížit velikost kvantového počítače, ale také sníží rušení nebo přeslechy mezi qubity, které mohou narušovat činnost kvantového počítače.
I když tento výzkum naznačuje, že ještě zbývá udělat mnoho práce, zdůrazňuje důležitý krok k tomu, aby byly kvantové počítače přijatelnější. S menšími zařízeními bude pro společnost snadné používat tyto stroje, díky čemuž se kvantové výpočty stanou důležitou součástí naší budoucnosti.
Přečtěte si také:
- Byl spuštěn první evropský kvantový počítač s více než 5000 XNUMX qubity
- 100 let kvantové fyziky: Od teorií 1920. let k počítačům"dělohy