Kubit, który „pamięta” znacznie dłużej
Inżynierowie z Princeton opracowali nowy typ nadprzewodzącego kubitu, który potrafi zachować swój stan kwantowy przez ponad jedną milisekundę. Może to brzmieć jak drobiazg, ale w świecie fizyki kwantowej to prawdziwa rewolucja. To trzykrotnie więcej niż najlepsze wyniki dotychczasowych eksperymentów oraz niemal 15 razy więcej niż standard stosowany w przemysłowych procesorach kwantowych.
Dla porównania: wcześniejsze usprawnienia w tej dziedzinie przychodziły bardzo powoli. To osiągnięcie jest największym pojedynczym skokiem w stabilności kubitów od ponad dekady.
Dlaczego czas „życia” kubitu jest tak ważny?
Kubity są wyjątkowo wrażliwe na otoczenie. Drgania, promieniowanie czy mikroskopijne defekty materiałów powodują, że tracą informację, zanim komputer kwantowy zdąży wykonać złożone obliczenia.
Im dłużej kubit pozostaje stabilny:
- tym więcej operacji można wykonać,
- tym łatwiej korygować błędy,
- tym większe i potężniejsze systemy można budować.
Bez długiego czasu koherencji komputery kwantowe pozostają ciekawostką laboratoryjną. Z nim – zaczynają być realnym narzędziem.
Tantal i krzem zamiast starych materiałów
Klucz do sukcesu okazał się zaskakująco „materialny”. Zespół z Princeton zmienił dwa elementy. Zastosował tantal – metal, który zawiera znacznie mniej mikroskopijnych defektów niż powszechnie stosowane aluminium. Zastąpił szafir krzemem o wysokiej czystości jako podłoże chipu. Efekt? Znacznie mniejsze straty energii i dramatyczna poprawa stabilności kubitów. Co ważne, krzem to fundament współczesnej elektroniki, więc nowy projekt można łatwo zintegrować z istniejącymi technologiami produkcji chipów.
Kompatybilne z Google i IBM
Nowa konstrukcja nie wymaga rewolucyjnej zmiany architektury komputerów kwantowych. Jest zgodna z rozwiązaniami stosowanymi dziś m.in. przez Google i IBM.
Według analizy zespołu, zastąpienie kluczowych elementów procesora kwantowego Google nową technologią z Princeton mogłoby zwiększyć jego skuteczność nawet tysiąckrotnie. A im więcej kubitów w systemie, tym zysk staje się jeszcze większy.
Czy to już „przewaga kwantowa”?
Jeszcze nie. Naukowcy nie twierdzą, że jutro zobaczymy komputery kwantowe rozwiązujące wszystkie problemy świata. Ale to jeden z tych przełomów, który usuwa kluczową barierę technologiczną.
Jak podsumowują badacze z Princeton: pokazali nie tylko, że da się to zrobić, ale jak dokładnie to zrobić, co jest bezcenne dla całej branży.
Krok bliżej przyszłości
Komputery kwantowe mają potencjał zmienić: chemię i projektowanie leków, modelowanie klimatu, kryptografię, ztuczną inteligencję.
Każde wydłużenie „życia” kubitu przybliża nas do momentu, gdy te obietnice staną się rzeczywistością. Nowy chip z Princeton może okazać się jednym z tych kamieni milowych, które po latach będziemy wspominać jako punkt zwrotny.
Źródło: Princeton University
