Oamenii de știință lucrează de ani de zile la implementarea calculului cuantic în utilizarea practică de zi cu zi. Deși primele demonstrații de succes ale unei astfel de tehnologii au avut loc la sfârșitul anilor 1990, calculatoarele cuantice sunt fragile și necesită o întreținere serioasă pentru a le asigura funcționarea fără probleme, ceea ce face ca crearea lor pentru utilizare în aplicațiile de zi cu zi să fie o provocare.
Una dintre cele mai complexe părți ale unui computer cuantic este qubitul supraconductor, o componentă a calculului cuantic care conține inductori și condensatori și se bazează pe circuite supraconductoare. Cu toate acestea, conform cercetărilor recente, qubitul supraconductor s-ar putea să se micșoreze datorită oamenilor de știință de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts, care dezvoltă un nou tip de qubit folosind materiale ultrasubțiri.
Un qubit este un element dificil de înțeles al tehnologiei, deoarece poartă cu el toate incertitudinile mecanicii cuantice. În timp ce un bit normal de computer este binar, adică fie 1, fie 0, un qubit poate fi 1, 0 sau ambele în același timp. Acest lucru se datorează suprapunerii cuantice, în care două lungimi de undă sau particule diferite pot fi combinate astfel încât să coexiste în același spațiu. În esență, o particulă poate fi în două locuri în același timp, ceea ce permite unui qubit să fie în același timp 1 sau 0. Acest lucru permite computerelor cuantice să economisească spațiu pentru date, precum și să efectueze algoritmi mai eficient.
Pentru a funcționa, qubiții trebuie menținuți la o temperatură de îngheț apropiată de zero absolut Kelvin. Acest lucru face ca construirea unui computer cuantic să fie costisitoare și foarte dificilă. Deoarece acești qubiți folosesc și particule individuale, pot fi foarte vulnerabili la alte vibrații, chiar și la cele mici. Majoritatea qubiților constau dintr-un circuit special de aluminiu supraconductor care ar putea face un computer cuantic masiv.
Oamenii de știință de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts contestă dimensiunea convențională a qubiților folosind un material ultrasubțire. Aceste materiale, cum ar fi nitrura de bor, au o grosime de doar câteva straturi. Cercetătorii au folosit nitrură de bor hexagonală pentru a forma izolatorul în interiorul condensatorului qubit. Acest lucru permite reducerea dimensiunii condensatorului, făcând qubiții mai mici în general. Cercetătorii au descoperit că pot crea qubiți cu o sutime mai mici decât dimensiunea tradițională din noul material.
Acest lucru nu numai că va ajuta la reducerea dimensiunii computerului cuantic, ci și la reducerea interferenței sau a diafoniei dintre qubiți care pot interfera cu funcționarea computerului cuantic.
În timp ce această cercetare sugerează că mai rămâne mult de făcut, ea evidențiază un pas important spre a face computerele cuantice mai acceptabile. Cu dispozitive mai mici, societatea va fi ușor să folosească aceste mașini, făcând calculul cuantic o parte importantă a viitorului nostru.
Citeste si:
- A fost lansat primul computer cuantic din Europa cu peste 5000 de qubiți
- 100 de ani de fizică cuantică: de la teoriile anilor 1920 la computere"uterele