Desetiqubitový supravodič je na světě, úspěch si připsali vědci z Číny

Kvantové počítače ve své plné síle jsou sice ještě mimo náš dosah, ale blíží se přímo kvantovým tempem: fyzikům se podařilo na jediný supravodič „vecpat“ 10 qubitů; překonávají tím dosavadní rekord. Zprávu o úspěchu přinesl a stručně vyložil server Science Alert.

Desetiqubitový supravodič je na světě, úspěch si připsali vědci z Číny


Ačkoli se vědcům už dříve podařilo propojit v jednom počítači 51 qubitů, tento rekord se týká množství kvantově provázaných qubitů na jednom supravodiči. Pokroky jako tyto jsou nutné pro vytvoření robustnějších, efektivnějších kvantových počítačů schopných využít pokročilé aplikace.

Výzkumníkům z Číny se podařilo qubity stvořit z miniaturních kousků hliníku vložených na safírový substrát a spojených kolem dokola centrální sběrnice – rezonátoru. Předchozí rekord v počtu qubitů na jednom supravodiči činil devět a držel jej Google.

„Naším výsledkem je dosud největší kvantové provázaní v solid-state architektuře, která dláždí cestu vstříc všeobecnému rozšíření kvantových počítačů,“ píše se ve studii.

Výzkum čínských vědců se také potýkal s takzvanou kvantovou dekoherencí, který způsobuje faktický kolaps kvantového stavu zpět do tradičního výpočetního stavu (jde mimochodem o princip, či spíše koncept, který umožnil bezparadoxně vysvětlit slavný myšlenkový pokus Schrödingerova kočka). Jde o součást deterministické interpretace kvantové mechaniky.

Dekoherence může způsobovat chyby ve fungování kvantových počítačů; jedním ze způsobu, jak je řešit – či spíše snížit vážnost a dopady chyb – je kvantové provázání. To je stav, v němž qubity pracují neodděleně, ovlivňují se zároveň a nepracují samostatně.

Tedy, podle toho, jak se na to díváte. Kvantový svět je, mírně řečeno, absolutně nepochopitelný pro laického čtenáře.

Aby provázané qubity nepropadly dekoherenci, supravodiče jsou chlazeny na extrémně nízké teploty blízké absolutní nule, které qubity udrží delší dobu koherentní. Centrální sběrnice byla v tomto případě schopna vytvořit provázání mezi dvěma qubity, několika páry i mezi všemi 10 qubity pomocí jediné interakce. Vše bez toho, aby nastal kolaps.

Sběrnice má důležitou roli, dostává qubity na takovou frekvenci, aby mohly navzájem interagovat. Aby se tak stalo, umožňuje qubitů transfer energie bez jejího využívání, jedná se o bezztrátový přesun.

Je to začátek, ale potřebuje tisíce qubitů; možná miliony na to, aby kvantový počítač zvládl vše, co chceme po standardním PC. Kvantové provázání to výrazně usnadní, neboť výkon počítače se pak zvedá exponenciálně s každým dalším provázaným qubitem.

Úvodní foto: Martyn Williams, IDG US










Komentáře