Zinātnieki gadiem ilgi strādā pie kvantu skaitļošanas ieviešanas praktiskā ikdienas lietošanā. Lai gan pirmās veiksmīgās šādas tehnoloģijas demonstrācijas notika 1990. gadu beigās, kvantu datori ir trausli un tiem ir nepieciešama nopietna apkope, lai nodrošinātu to vienmērīgu darbību, padarot to radīšanu lietošanai ikdienas lietojumos par diezgan lielu izaicinājumu.
Viena no vissarežģītākajām kvantu datora daļām ir supravadošais kubits, kvantu skaitļošanas sastāvdaļa, kas satur induktorus un kondensatorus un balstās uz supravadošām shēmām. Tomēr saskaņā ar jaunākajiem pētījumiem supravadošais kubits var sarukt, pateicoties Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta zinātniekiem, kuri izstrādā jauna veida kubītu, izmantojot īpaši plānus materiālus.
Kubits ir grūti saprotams tehnoloģijas elements, jo tas nes līdzi visas kvantu mehānikas nenoteiktības. Lai gan parastais datora bits ir binārs, kas nozīmē 1 vai 0, kubits var būt 1, 0 vai abi vienlaikus. Tas ir saistīts ar kvantu superpozīciju, kur var apvienot divus dažādus viļņu garumus vai daļiņas, lai tās eksistētu vienā telpā. Būtībā daļiņa var atrasties divās vietās vienlaikus, kas ļauj kubitam vienlaikus būt 1 vai 0. Tas ļauj kvantu datoriem ietaupīt vietu datiem, kā arī efektīvāk veikt algoritmus.
Lai strādātu, kubiti jāuztur sasalšanas temperatūrā, kas ir tuvu absolūtajai Kelvina nullei. Tas padara kvantu datora izveidi dārgu un ļoti sarežģītu. Tā kā šie kubiti izmanto arī atsevišķas daļiņas, tie var būt ļoti neaizsargāti pret citām vibrācijām, pat mazām. Lielākā daļa kubitu sastāv no īpašas supravadošas alumīnija ķēdes, kas varētu padarīt kvantu datoru masīvu.
Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta zinātnieki izaicina parasto kubitu izmēru, izmantojot īpaši plānu materiālu. Šie materiāli, piemēram, bora nitrīds, ir tikai dažu slāņu biezumā. Pētnieki izmantoja sešstūrainu bora nitrīdu, lai izveidotu izolatoru kubitu kondensatora iekšpusē. Tas ļauj samazināt kondensatora izmēru, padarot kubitus kopumā mazākus. Pētnieki atklāja, ka no jaunā materiāla viņi var izveidot par vienu simtdaļu mazākus kubitus nekā tradicionālais izmērs.
Tas ne tikai palīdzēs samazināt kvantu datora izmēru, bet arī samazinās traucējumus vai šķērsrunu starp kubitiem, kas var traucēt kvantu datora darbību.
Lai gan šis pētījums liecina, ka vēl ir daudz darāmā, tas izceļ svarīgu soli, lai kvantu datorus padarītu pieņemamākus. Izmantojot mazākas ierīces, sabiedrība varēs viegli izmantot šīs iekārtas, padarot kvantu skaitļošanu par svarīgu mūsu nākotnes sastāvdaļu.
Lasi arī:
- Ir palaists Eiropā pirmais kvantu dators ar vairāk nekā 5000 kubitu
- 100 gadi kvantu fizikas: no 1920. gadu teorijām līdz datoriem"dzemdes