A tudósok évek óta dolgoznak a kvantumszámítás gyakorlati mindennapi használatban való megvalósításán. Bár az ilyen technológiát az 1990-es évek végén mutatták be először sikeresen, a kvantumszámítógépek törékenyek, és komoly karbantartást igényelnek a zavartalan működésük biztosítása érdekében, így megalkotásuk a mindennapi alkalmazásokban meglehetősen nagy kihívást jelent.
A kvantumszámítógépek egyik legbonyolultabb része a szupravezető qubit, a kvantumszámítás egyik alkotóeleme, amely induktorokat és kondenzátorokat tartalmaz, és szupravezető áramkörökre támaszkodik. A legújabb kutatások szerint azonban a szupravezető kubit csökkenhet, köszönhetően a Massachusetts Institute of Technology tudósainak, akik egy új típusú kubitot fejlesztenek ultravékony anyagok felhasználásával.
A kubit a technológia nehezen érthető eleme, mert magában hordozza a kvantummechanika minden bizonytalanságát. Míg a normál számítógépes bit bináris, azaz 1 vagy 0, a qubit lehet 1, 0 vagy mindkettő egyszerre. Ennek oka a kvantum-szuperpozíció, ahol két különböző hullámhossz vagy részecske kombinálható úgy, hogy ugyanabban a térben együtt létezzenek. Lényegében egy részecske lehet egyszerre két helyen, ami lehetővé teszi, hogy egy qubit egyszerre 1 vagy 0. Ez lehetővé teszi a kvantumszámítógépek számára, hogy helyet takarítsanak meg az adatok számára, valamint hatékonyabban hajtsák végre az algoritmusokat.
A működéshez a qubiteket az abszolút nulla Kelvinhez közeli fagyponton kell tartani. Ez költségessé és nagyon megnehezíti a kvantumszámítógép megépítését. Mivel ezek a qubitek egyedi részecskéket is használnak, nagyon érzékenyek lehetnek más rezgésekre, még a kicsikre is. A legtöbb qubit egy speciális szupravezető alumínium áramkörből áll, amely egy kvantumszámítógépet hatalmassá tehet.
A Massachusetts Institute of Technology tudósai ultravékony anyag felhasználásával vitatják a kubitek hagyományos méretét. Ezek az anyagok, mint például a bór-nitrid, csak néhány réteg vastagságúak. A kutatók hatszögletű bór-nitridet használtak a kubit kondenzátor belsejében lévő szigetelő kialakításához. Ez lehetővé teszi a kondenzátor méretének csökkentését, így a qubitek összességében kisebbek lesznek. A kutatók azt találták, hogy az új anyagból a hagyományos méretnél egy századdal kisebb qubiteket tudnak létrehozni.
Ez nemcsak a kvantumszámítógép méretének csökkentését segíti elő, hanem a kvantumszámítógép működését megzavaró qubitek közötti interferenciát vagy áthallást is.
Noha ez a kutatás azt sugallja, hogy még sok a tennivaló, rávilágít egy fontos lépésre a kvantumszámítógépek elfogadhatóbbá tétele felé. Kisebb eszközökkel a társadalom könnyen használhatja ezeket a gépeket, így a kvantumszámítás jövőnk fontos részévé válik.
Olvassa el még:
- Elindult Európa első több mint 5000 qubites kvantumszámítógépe
- A kvantumfizika 100 éve: az 1920-as évek elméleteitől a számítógépekig"uters