Znanstveniki se že leta ukvarjajo z implementacijo kvantnega računalništva v praktično vsakodnevno uporabo. Čeprav so prve uspešne predstavitve takšne tehnologije potekale v poznih devetdesetih letih prejšnjega stoletja, so kvantni računalniki krhki in zahtevajo resno vzdrževanje, da se zagotovi njihovo nemoteno delovanje, zaradi česar je njihova izdelava za uporabo v vsakodnevnih aplikacijah precejšen izziv.
Eden najkompleksnejših delov kvantnega računalnika je superprevodni kubit, komponenta kvantnega računalništva, ki vsebuje induktorje in kondenzatorje ter se opira na superprevodna vezja. Vendar pa se glede na nedavne raziskave superprevodni kubit morda krči po zaslugi znanstvenikov na tehnološkem inštitutu v Massachusettsu, ki razvijajo novo vrsto kubita z uporabo ultratankih materialov.
Qubit je element tehnologije, ki ga je težko razumeti, saj nosi s seboj vse negotovosti kvantne mehanike. Medtem ko je običajni računalniški bit binarni, kar pomeni 1 ali 0, je lahko qubit 1, 0 ali oboje hkrati. To je posledica kvantne superpozicije, kjer se lahko združita dve različni valovni dolžini ali delci, tako da sobivata v istem prostoru. V bistvu je lahko delec na dveh mestih hkrati, kar omogoča, da je kubit hkrati 1 ali 0. To kvantnim računalnikom omogoča, da prihranijo prostor za podatke in učinkoviteje izvajajo algoritme.
Da bi kubiti delovali, jih je treba hraniti pri temperaturi zmrzovanja blizu absolutne ničle Kelvinov. Zaradi tega je izgradnja kvantnega računalnika draga in zelo težka. Ker ti kubiti uporabljajo tudi posamezne delce, so lahko zelo ranljivi za druge vibracije, tudi majhne. Večina kubitov je sestavljena iz posebnega superprevodnega aluminijastega vezja, ki bi lahko naredilo kvantni računalnik masiven.
Znanstveniki na tehnološkem inštitutu v Massachusettsu izpodbijajo konvencionalno velikost kubitov z uporabo ultratankega materiala. Ti materiali, kot je borov nitrid, so debeli le nekaj plasti. Raziskovalci so uporabili heksagonalni borov nitrid za oblikovanje izolatorja znotraj kubitnega kondenzatorja. To omogoča zmanjšanje velikosti kondenzatorja, zaradi česar so kubiti na splošno manjši. Raziskovalci so ugotovili, da lahko iz novega materiala ustvarijo kubite, za stotinko manjše od tradicionalne velikosti.
To ne bo le pomagalo zmanjšati velikosti kvantnega računalnika, ampak tudi zmanjšalo motnje ali preslušavanje med kubiti, ki lahko motijo delovanje kvantnega računalnika.
Medtem ko ta raziskava kaže, da je treba opraviti še veliko dela, poudarja pomemben korak k temu, da postanejo kvantni računalniki bolj sprejemljivi. Z manjšimi napravami bo družba zlahka uporabljala te stroje, zaradi česar bo kvantno računalništvo postalo pomemben del naše prihodnosti.
Preberite tudi:
- Na trg je prišel prvi evropski kvantni računalnik z več kot 5000 kubiti
- 100 let kvantne fizike: od teorij dvajsetih let prejšnjega stoletja do računalnikov"maternice