Forskare har arbetat i åratal med implementeringen av kvantberäkningar i praktisk vardaglig användning. Även om de första framgångsrika demonstrationerna av sådan teknik ägde rum i slutet av 1990-talet, är kvantdatorer ömtåliga och kräver allvarligt underhåll för att säkerställa att de fungerar smidigt, vilket gör dem till en utmaning att skapa för användning i vardagliga applikationer.
En av de mest komplexa delarna av en kvantdator är den supraledande kvantbiten, en komponent av kvantberäkningar som innehåller induktorer och kondensatorer och förlitar sig på supraledande kretsar. Men enligt nyare forskning kan den supraledande qubiten krympa tack vare forskare vid Massachusetts Institute of Technology som utvecklar en ny typ av qubit med ultratunna material.
En qubit är en svår del av tekniken att förstå eftersom den bär med sig alla kvantmekanikens osäkerheter. Medan en normal datorbit är binär, vilket betyder antingen 1 eller 0, kan en qubit vara 1, 0 eller båda samtidigt. Detta beror på kvantsuperposition, där två olika våglängder eller partiklar kan kombineras så att de samexisterar i samma utrymme. I grund och botten kan en partikel vara på två ställen samtidigt, vilket gör att en qubit samtidigt kan vara 1 eller 0. Detta gör att kvantdatorer kan spara utrymme för data, samt utföra algoritmer mer effektivt.
För att fungera måste qubits hållas vid en frystemperatur nära absolut noll Kelvin. Detta gör det dyrt och mycket svårt att bygga en kvantdator. Eftersom dessa qubits också använder enskilda partiklar, kan de vara mycket känsliga för andra vibrationer, även små. De flesta qubits består av en speciell supraledande aluminiumkrets som skulle kunna göra en kvantdator massiv.
Forskare vid Massachusetts Institute of Technology utmanar den konventionella storleken på qubits genom att använda ett ultratunt material. Dessa material, såsom bornitrid, är bara några få lager tjocka. Forskarna använde hexagonal bornitrid för att bilda isolatorn inuti qubit-kondensatorn. Detta gör att storleken på kondensatorn kan reduceras, vilket gör qubitarna totalt sett mindre. Forskarna fann att de kan skapa qubits en hundradel mindre än den traditionella storleken från det nya materialet.
Detta kommer inte bara att hjälpa till att minska storleken på kvantdatorn, utan också minska interferensen eller överhörningen mellan kvantbitarna som kan störa kvantdatorns funktion.
Även om denna forskning tyder på att mycket arbete återstår att göra, belyser den ett viktigt steg mot att göra kvantdatorer mer acceptabla. Med mindre enheter blir det lätt för samhället att använda dessa maskiner, vilket gör kvantberäkning till en viktig del av vår framtid.
Läs också:
- Europas första kvantdator med mer än 5000 XNUMX qubits har lanserats
- 100 år av kvantfysik: Från 1920-talets teorier till datorer'livmodern