Znanstvenici već godinama rade na implementaciji kvantnog računalstva u praktičnu svakodnevnu upotrebu. Iako su se prve uspješne demonstracije takve tehnologije dogodile kasnih 1990-ih, kvantna računala su krhka i zahtijevaju ozbiljno održavanje kako bi se osigurao nesmetan rad, što njihovu izradu za korištenje u svakodnevnim aplikacijama čini pravim izazovom.
Jedan od najsloženijih dijelova kvantnog računala je supravodljivi qubit, komponenta kvantnog računalstva koja sadrži induktore i kondenzatore i oslanja se na supravodljive krugove. Međutim, prema nedavnim istraživanjima, supravodljivi qubit se možda smanjuje zahvaljujući znanstvenicima s Massachusetts Institute of Technology koji razvijaju novu vrstu qubita koristeći ultratanke materijale.
Qubit je element tehnologije koji je teško razumjeti jer sa sobom nosi sve neizvjesnosti kvantne mehanike. Dok je normalni računalni bit binarni, što znači 1 ili 0, qubit može biti 1, 0 ili oboje u isto vrijeme. To je zbog kvantne superpozicije, gdje se dvije različite valne duljine ili čestice mogu kombinirati tako da koegzistiraju u istom prostoru. U suštini, čestica može biti na dva mjesta u isto vrijeme, što omogućuje da qubit u isto vrijeme bude 1 ili 0. To kvantnim računalima omogućuje uštedu prostora za podatke, kao i učinkovitije izvođenje algoritama.
Da bi radili, kubiti se moraju držati na temperaturi smrzavanja blizu apsolutne nule Kelvina. To čini izgradnju kvantnog računala skupom i vrlo teškom. Budući da ti kubiti također koriste pojedinačne čestice, mogu biti vrlo osjetljivi na druge vibracije, čak i one male. Većina kubita sastoji se od posebnog supravodljivog aluminijskog kruga koji bi kvantno računalo mogao učiniti masivnim.
Znanstvenici s Massachusetts Institute of Technology dovode u pitanje konvencionalnu veličinu qubita korištenjem ultratankog materijala. Ovi materijali, kao što je borov nitrid, debeli su samo nekoliko slojeva. Istraživači su koristili heksagonalni bor nitrid da formiraju izolator unutar qubit kondenzatora. To omogućuje smanjenje veličine kondenzatora, čineći kubite ukupno 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 računala, već će također smanjiti interferenciju ili preslušavanje između kubita koji mogu ometati rad kvantnog računala.
Iako ovo istraživanje sugerira da ostaje još mnogo posla, ono naglašava važan korak prema tome da kvantna računala postanu prihvatljivija. S manjim uređajima, društvu će biti lako koristiti te strojeve, čime će kvantno računalstvo postati važan dio naše budućnosti.
Pročitajte također:
- Lansirano je prvo europsko kvantno računalo s više od 5000 qubita
- 100 godina kvantne fizike: od teorija 1920-ih do računala'maternice