New South Walesin yliopiston insinöörit ovat saavuttaneet uuden virstanpylvään fysiikassa. He saivat kvanttiprosessorin toimimaan 20 kertaa korkeammissa lämpötiloissa kuin aiemmin mahdollista. Saavutus auttaa luomaan tehokkaampia, taloudellisempia ja energiatehokkaampia kvanttilaskentajärjestelmiä lähitulevaisuudessa.
Ryhmä käynnisti tutkimuksen UNSW:n spin-out Diraqin alaisuudessa. Lyhyessä ajassa tutkijat osoittivat "kuumien kubittien" elinkelpoisuuden. Aikaisemmin tätä käsitystä pidettiin teoreettisena.
Kubitit ovat kvanttitiedon perusyksiköitä. Kokeiden ansiosta ne voivat kuitenkin nyt toimia yli yhden kelvinin, noin celsiusasteen lämpötiloissa. Tämä uusi lämpötilatoleranssi on yhteensopiva normaalien elektronisten toimintojen kanssa. Johtava kirjoittaja, New South Walesin yliopiston jatko-opiskelija ja Dirac-tutkija Jonathan Huang korosti, että tämä kokeilu on vallankumouksellinen.
Hän sanoi: "Perinteiset piisirut tuottavat lämpöä, mikä on tuttu ongelma elektronisissa laitteissa. Useat johtavat kvanttilaskentajärjestelmät nykypäivän maisemassa vaativat jäähdytystä erittäin alhaisiin lämpötiloihin, jotka ovat hyvin lähellä absoluuttista nollaa (-273,15 celsiusastetta). Korkeammissa lämpötiloissa kubitit tuhoutuvat, mikä tekee tekniikasta epäkäytännöllisen." "Tämä uusi tutkimus osoittaa erittäin tarkkaa spin-pohjaista kvanttilaskentaa yli yhden kelvinin tai -272 celsiusasteen lämpötiloissa, mikä on yhteensopiva perinteisen elektroniikan toiminnan kanssa", hän lisäsi. "Tämä mahdollistaa vikasietoisen kvanttilaskennan vaatimien monimutkaisten virheenkorjausmenettelyjen suorittamisen, mikä avaa tien realistisille ja hyödyllisiä kvanttitietokoneita".
Perinteiset kvanttilaskentajärjestelmät luottavat erittäin alhaisiin lämpötiloihin, lähellä absoluuttista nollaa vakauden ja tarkkuuden ylläpitämiseksi. Tämä tarkoittaa kuitenkin monimutkaisempia ja kalliimpia jäähdytysmekanismeja.
Sen sijaan insinöörit sallivat kvanttiprosessorien toimia paljon korkeammissa lämpötiloissa. Siten ylitämme suurimman esteen kvanttilaskentatekniikan kehityksessä. Innovatiivinen Diraq-laitteisto ratkaisee ongelman, joka liittyy kvanttilaskennan skaalaamiseen miljooniin kubiteihin. Se on rakennettu käyttämällä uutta teknologiaa, joka tunnetaan nimellä spins in Silicon, ja tämä erottaa yrityksen kilpailijoista.
Tohtori Henry Yang, Diraqin kvanttiohjauksen johtaja ja aiemman "kuumia kubitteja" käsittelevän artikkelin pääkirjoittaja, selitti, että ryhmän fyysisten parametrien tutkimus korkean tarkkuuden saavuttamiseksi, alustus ja kubittien lukeminen korkeissa lämpötiloissa auttoi ne saavuttavat suuren tarkkuuden.
"Meitä motivoi haaste saavuttaa erittäin tarkka ohjaus, alustus ja tietojen lukeminen korkeissa lämpötiloissa", sanoi tohtori Young. "Siksi teimme niin perusteellisen tutkimuksen fyysisistä parametreista saavuttaaksemme tavoitteemme."
Odotamme kvanttilaskentaan muuttavan sovelluksia useilla aloilla, mukaan lukien lääketeollisuus, materiaalitiede, rahoitus, logistiikka, sääennusteet ja energianhallinta.
Lue myös:
Testin aikana hän louhi mahdollisen bitcoin-saldon