מדענים עובדים במשך שנים על יישום מחשוב קוונטי בשימוש יומיומי מעשי. למרות שההדגמות המוצלחות הראשונות של טכנולוגיה כזו התרחשו בסוף שנות ה-1990, מחשבים קוונטיים הם שבירים ודורשים תחזוקה רצינית כדי להבטיח את פעולתם חלקה, מה שהופך את יצירתם לשימוש ביישומים יומיומיים לאתגר לא קטן.
אחד החלקים המורכבים ביותר של מחשב קוונטי הוא הקיוביט המוליך-על, רכיב של מחשוב קוונטי המכיל משרנים וקבלים ונשען על מעגלים מוליכים. עם זאת, על פי מחקרים עדכניים, הקיוביט המוליך העל עשוי להתכווץ הודות למדענים במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס שמפתחים סוג חדש של קיוביט באמצעות חומרים דקים במיוחד.
קיוביט הוא מרכיב של טכנולוגיה קשה להבנה מכיוון שהוא נושא עמו את כל אי הוודאות של מכניקת הקוונטים. בעוד שביט מחשב רגיל הוא בינארי, כלומר 1 או 0, קיוביט יכול להיות 1, 0 או שניהם בו-זמנית. זה נובע מסופרפוזיציה קוונטית, שבה ניתן לשלב שני אורכי גל או חלקיקים שונים כך שהם מתקיימים במקביל באותו מרחב. בעיקרו של דבר, חלקיק יכול להיות בשני מקומות בו-זמנית, מה שמאפשר לקיוביט להיות בו-זמנית 1 או 0. זה מאפשר למחשבים קוונטיים לחסוך מקום לנתונים, כמו גם לבצע אלגוריתמים בצורה יעילה יותר.
כדי לעבוד, קיוביטים חייבים להישמר בטמפרטורת הקפאה קרובה לאפס מוחלט קלווין. זה הופך את בניית המחשב הקוונטי ליקר ומאוד קשה. מכיוון שהקיוביטים האלה משתמשים גם בחלקיקים בודדים, הם יכולים להיות מאוד פגיעים לרעידות אחרות, אפילו קטנות. רוב הקיוביטים מורכבים ממעגל אלומיניום מוליך-על מיוחד שיכול להפוך מחשב קוונטי למסיבי.
מדענים במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס מאתגרים את הגודל המקובל של קיוביטים באמצעות חומר דק במיוחד. חומרים אלה, כגון בורון ניטריד, עוביים רק כמה שכבות. החוקרים השתמשו בורון ניטריד משושה כדי ליצור את המבודד בתוך קבל הקיוביט. זה מאפשר להקטין את גודל הקבל, מה שהופך את הקיוביטים לקטנים יותר בסך הכל. החוקרים גילו שהם יכולים ליצור קיוביטים קטנים במאה מהגודל המסורתי מהחומר החדש.
זה לא רק יעזור להקטין את גודל המחשב הקוונטי, אלא גם להפחית את ההפרעות או ההצלבה בין הקיוביטים שעלולים להפריע לפעולת המחשב הקוונטי.
למרות שמחקר זה מצביע על כך שנותרה עבודה רבה לעשות, הוא מדגיש צעד חשוב לקראת הפיכת מחשבים קוונטיים למקובלים יותר. עם מכשירים קטנים יותר, יהיה קל לחברה להשתמש במכונות הללו, מה שהופך את המחשוב הקוונטי לחלק חשוב מהעתיד שלנו.
קרא גם:
- המחשב הקוונטי הראשון באירופה עם יותר מ-5000 קיוביטים הושק
- 100 שנים של פיזיקה קוונטית: מתיאוריות של שנות ה-1920 ועד למחשבים"רחמים