Potężny wzrost w dziedzinie obliczeń kwantowych. Tak się tworzy historię

Australijscy inżynierowie piszą o swoich działaniach w Nature, odnosząc się do scenariusza, w którym obliczenia kwantowe wreszcie przestają być technologią z wiecznie niezrealizowanym potencjałem. Ma to być możliwe między innymi poprzez zwiększenie wykorzystywanych kubitów, czyli bitów kwantowych, z niecałych stu do wartoścli liczonych w milionach.

Czytaj też: IBM tworzy komputer kwantowy odporny na błędy. Na ten przełom czekaliśmy od lat!

Współpracują z przedstawicielami Uniwersytetu Nowej Południowej Walii, naukowcy opracowali krzemowy układ scalony o imponujących możliwościach. Z jego wykorzystaniem można bowiem kontrolować kubity spinowe w temperaturach niewiele wyższych od zera absolutnego, czyli najniższej temperatury spotykanej we wszechświecie. 

Czym w ogóle są kubity spinowe? Dość powiedzieć, że w ich przypadku informacje są kodowane w kierunku magnetycznym pojedynczych elektronów, a eksperci wskazują na potencjał ich skalowania ze względu na wykorzystanie dobrze znanej technologii CMOS. Z drugiej strony, są one podane na temperatury niewiele wyższe od zera absolutnego, dlatego muszą być utrzymywane w naprawdę ekstremalnych środowiskach. 

Postęp w zakresie obliczeń kwantowych, za którym stoją naukowcy z Australii powinien przełożyć się na nowe praktyczne zastosowania tej technologii

Prowadziło to do obaw o pojawianie się problemów w reakcji na ciepło i zakłócenia elektryczne wytwarzane przez układy sterujące. Najnowsze doniesienia, wprost z krainy kangurów, pokazują, że takie zmartwienia były bezpodstawne. Członkowie zespołu badawczego udowodnili, że kubity spinowe w CMOS można skalować do wartości liczonych w milionach. To z kolei oznacza możliwość projektowania wydajnych i praktycznie działających komputerów kwantowych.

Autorzy dokonanego przełomu mówią o trwających ponad dziesięć lat badaniach, które miały doprowadzić do powstania układów elektronicznych zdolnych do funkcjonowania w temperaturach bliskich zera absolutnego i rozpraszających przy tym jak najmniejsze ilości energii. Teraz wiadomo, iż kubity można kontrolować na dużą skalę z uniknięciem wcześniej spotykanych problemów.

Czytaj też: Kwantowe podejście pozwoliło przekroczyć klasyczne granice. Takiej dokładności jeszcze nie było!

Takie sterowanie nie wywołuje negatywnego wpływu na wydajność jednokubitowych i dwukubitowych bramek, dlatego stanowi to obiecującą perspektywę na przyszłość. Jeśli chodzi o praktyczne zastosowania tej technologii to mówi się o szerokim zakresie sposobów wykorzystania, od czujników krótkoterminowych aż po rozległe centra danych. Ostatecznie będzie natomiast mowa o rozwoju wydajnych komputerów kwantowych przystosowanych do działania z wykorzystaniem zdecydowanie mniejszych ilości energii niż miało to miejsce dotychczas.