Эрдэмтэд олон жилийн турш квант тооцооллыг өдөр тутмын хэрэглээнд нэвтрүүлэхээр ажиллаж байна. Хэдийгээр 1990-ээд оны сүүлээр ийм технологийн анхны амжилттай үзүүлбэрүүд хийгдсэн ч квант компьютерууд нь хэврэг бөгөөд хэвийн ажиллагааг хангахын тулд ноцтой засвар үйлчилгээ шаарддаг тул тэдгээрийг өдөр тутмын хэрэглээнд ашиглахад ихээхэн бэрхшээлтэй болгодог.
Квантын компьютерын хамгийн нарийн төвөгтэй хэсгүүдийн нэг бол индуктор ба конденсаторуудыг агуулсан, хэт дамжуулагч хэлхээнд тулгуурласан квант тооцооллын бүрэлдэхүүн хэсэг болох хэт дамжуулагч кубит юм. Гэсэн хэдий ч сүүлийн үеийн судалгаагаар хэт нимгэн материал ашиглан шинэ төрлийн кубит бүтээж байгаа Массачусетсийн Технологийн Институтын эрдэмтдийн ачаар хэт дамжуулагч кубит багасч магадгүй байна.
Кубит нь квант механикийн бүх тодорхойгүй байдлыг өөртөө агуулж байдаг тул ойлгоход хэцүү технологийн элемент юм. Энгийн компьютерийн бит нь 1 эсвэл 0 гэсэн утгатай хоёртын шинж чанартай байдаг бол кубит нь 1, 0 эсвэл хоёулаа нэгэн зэрэг байж болно. Энэ нь хоёр өөр долгионы урт эсвэл бөөмсийг нэгтгэж, нэг орон зайд зэрэгцэн орших квант суперпозициятай холбоотой юм. Үндсэндээ бөөмс нь нэгэн зэрэг хоёр газар байж болох ба энэ нь кубит нь нэгэн зэрэг 1 эсвэл 0 байх боломжийг олгодог.Энэ нь квант компьютерт өгөгдөл хадгалах зайг хэмнэхээс гадна алгоритмыг илүү үр дүнтэй гүйцэтгэх боломжийг олгодог.
Ажиллахын тулд кубитыг туйлын тэг Келвинтэй ойрхон хөлдөх температурт байлгах ёстой. Энэ нь квант компьютерийг бүтээхэд үнэтэй бөгөөд маш хэцүү болгодог. Эдгээр кубитууд нь мөн бие даасан бөөмсийг ашигладаг тул бусад чичиргээ, тэр ч байтугай жижиг чичиргээнд маш эмзэг байдаг. Ихэнх кубитууд нь квант компьютерийг асар том болгож чадах тусгай хэт дамжуулагч хөнгөн цагаан хэлхээнээс бүрддэг.
Массачусетсийн Технологийн Институтын эрдэмтэд хэт нимгэн материал ашиглан кубитийн ердийн хэмжээг сорьж байна. Бор нитрид гэх мэт эдгээр материалууд нь хэдхэн давхаргын зузаантай байдаг. Судлаачид зургаан өнцөгт борын нитридыг кубит конденсатор доторх тусгаарлагчийг бий болгоход ашигласан. Энэ нь конденсаторын хэмжээг багасгаж, нийт кубитын хэмжээг багасгах боломжийг олгодог. Судлаачид шинэ материалаас уламжлалт хэмжээнээс дахин бага кубит үүсгэж болохыг олж мэдэв.
Энэ нь зөвхөн квант компьютерын хэмжээг багасгахад туслах төдийгүй квант компьютерийн үйл ажиллагаанд саад учруулж болох кубитуудын хоорондын хөндлөнгийн оролцоог багасгах болно.
Энэхүү судалгаа нь хийх ажил их байгааг харуулж байгаа ч квант компьютерийг илүү хүлээн зөвшөөрөхүйц болгох чухал алхамыг онцолж байна. Жижиг төхөөрөмжүүдтэй бол нийгэм эдгээр машинуудыг ашиглахад хялбар болж, квант тооцооллыг бидний ирээдүйн чухал хэсэг болгох болно.
Мөн уншина уу:
- Европын анхны 5000 кубитын хүчин чадалтай квант компьютер ашиглалтад орлоо
- Квантын физикийн 100 жил: 1920-иод оны онолоос компьютер хүртэл"умай