Vedci už roky pracujú na implementácii kvantových výpočtov v praktickom každodennom používaní. Hoci prvé úspešné demonštrácie takejto technológie prebehli koncom 1990. rokov XNUMX. storočia, kvantové počítače sú krehké a vyžadujú si vážnu údržbu, aby sa zabezpečila ich bezproblémová prevádzka, takže ich vytvorenie na použitie v každodenných aplikáciách je dosť náročné.
Jednou z najzložitejších častí kvantového počítača je supravodivý qubit, komponent kvantového počítania, ktorý obsahuje induktory a kondenzátory a spolieha sa na supravodivé obvody. Podľa nedávneho výskumu sa však supravodivý qubit môže zmenšovať vďaka vedcom z Massachusettského technologického inštitútu, ktorí vyvíjajú nový typ qubitu s použitím ultratenkých materiálov.
Qubit je ťažko pochopiteľný prvok technológie, pretože so sebou nesie všetky neistoty kvantovej mechaniky. Zatiaľ čo normálny počítačový bit je binárny, čo znamená buď 1 alebo 0, qubit môže byť 1, 0 alebo obidva súčasne. Je to spôsobené kvantovou superpozíciou, kde je možné kombinovať dve rôzne vlnové dĺžky alebo častice tak, aby existovali v rovnakom priestore. Častica môže byť v podstate na dvoch miestach súčasne, čo umožňuje, aby bol qubit súčasne 1 alebo 0. To umožňuje kvantovým počítačom ušetriť priestor pre dáta, ako aj efektívnejšie vykonávať algoritmy.
Aby qubity fungovali, musia sa udržiavať pri teplote mrazu blízkej absolútnej nule Kelvinov. To robí zostavenie kvantového počítača nákladným a veľmi náročným. Pretože tieto qubity používajú aj jednotlivé častice, môžu byť veľmi citlivé na iné vibrácie, dokonca aj malé. Väčšina qubitov pozostáva zo špeciálneho supravodivého hliníkového obvodu, ktorý by mohol urobiť kvantový počítač masívnym.
Vedci z Massachusetts Institute of Technology spochybňujú konvenčnú veľkosť qubitov pomocou ultratenkého materiálu. Tieto materiály, ako je nitrid bóru, majú hrúbku len niekoľkých vrstiev. Výskumníci použili hexagonálny nitrid bóru na vytvorenie izolátora vo vnútri qubitového kondenzátora. To umožňuje zmenšiť veľkosť kondenzátora, čím sa qubity celkovo zmenšia. Vedci zistili, že z nového materiálu dokážu vytvoriť qubity o stotinu menšie ako je tradičná veľkosť.
Pomôže to nielen zmenšiť veľkosť kvantového počítača, ale aj znížiť rušenie alebo presluchy medzi qubitmi, ktoré môžu narúšať činnosť kvantového počítača.
Aj keď tento výskum naznačuje, že je potrebné vykonať ešte veľa práce, zdôrazňuje dôležitý krok k tomu, aby boli kvantové počítače prijateľnejšie. S menšími zariadeniami bude pre spoločnosť jednoduché používať tieto stroje, vďaka čomu sa kvantová výpočtová technika stane dôležitou súčasťou našej budúcnosti.
Prečítajte si tiež:
- Bol spustený prvý európsky kvantový počítač s viac ako 5000 XNUMX qubitmi
- 100 rokov kvantovej fyziky: Od teórií 1920. rokov k počítačom"maternice