Вчені роками працюють над впровадженням квантових обчислень у практичне повсякденне використання. Хоча перші успішні демонстрації такої технології відбулися ще наприкінці 1990 років, квантові комп’ютери крихкі і вимагають серйозного обслуговування для забезпечення їхньої безперебійної роботи, що робить їх створення для використання в повсякденних застосунках досить складним завданням.
Однією з найскладніших частин квантового комп’ютера є надпровідний кубіт, компонент квантових обчислень, який містить котушки індуктивності та конденсатори і спирається на надпровідні схеми. Однак, судячи з недавніх досліджень, надпровідний кубіт може зменшуватися завдяки вченим з Массачусетського технологічного інституту, які займаються розробкою нового типу кубіту з використанням надтонких матеріалів.
Кубіт — складний для розуміння елемент технології, оскільки він несе із собою усі невизначеності квантової механіки. У той час як звичайний комп’ютерний біт є двійковим, тобто або 1 або 0, кубіт може бути 1, 0 або обома одночасно. Це пов’язано з квантовою суперпозицією, коли дві різні довжини хвиль або частинки можуть бути об’єднані так, що вони співіснують в тому самому просторі. По суті, частка може бути у двох місцях одночасно, що дозволяє кубіту одночасно бути 1 або 0. Це дозволяє квантовим комп’ютерам економити місце для даних, а також ефективніше виконувати алгоритми.
Щоб працювати, кубіти повинні зберігатися при температурі замерзання, близької абсолютному нулю по Кельвіну. Це робить створення квантового комп’ютера дорогим та дуже складним завданням. Оскільки ці кубіти також використовують окремі частинки, вони можуть бути дуже вразливими для інших вібрацій, навіть малих. Більшість кубітів складаються зі спеціальної надпровідної алюмінієвої схеми, яка може зробити квантовий комп’ютер масивним.
Вчені з Массачусетського технологічного інституту кидають виклик звичайним розмірам кубітів, використовуючи надтонкий матеріал. Ці матеріали, такі як нітрид бору, мають товщину всього кілька шарів. Дослідники використали нітрид бору шестикутної форми для формування ізолятора усередині конденсатора кубіту. Це дозволяє зменшити розмір конденсатора, роблячи кубіти загалом менше. Дослідники виявили, що з нового матеріалу вони можуть створювати кубіти в одну соту менше традиційного розміру.
Це не тільки допоможе зменшити розмір квантового комп’ютера, але також зменшить інтерференцію або перехресні перешкоди між кубітами, які можуть заважати роботі квантового комп’ютера.
Хоча це дослідження передбачає, що ще потрібно зробити велику роботу, воно підкреслює важливий крок на шляху до того, щоб зробити квантові комп’ютери прийнятнішими. З меншими пристроями суспільству буде легко використовувати ці машини, що зробить квантові обчислення важливою частиною нашого майбутнього.
Читайте також:
Leave a Reply