Негізгі ұсыныстар
- Практикалық кванттық компьютерлерді жасау электрлік кедергісі жоқ асқын өткізгіш материалдарды пайдаланудың жақсы жолдарын табуға байланысты болуы мүмкін.
- Oak Ridge ұлттық зертханасының зерттеушілері байланысқан электрондарды өте дәлдікпен табу әдісін тапты.
- Асқын өткізгіш кванттық компьютерлер қазіргі уақытта процессор өлшемі бойынша бәсекелес технологияларды басып озды.
Практикалық кванттық компьютерлер жақын арада дәрі-дәрмекті табудан бастап кодты бұзуға дейін терең әсер етуі мүмкін.
Жақында жақсы кванттық машиналар жасау жолында Оук Ридж ұлттық зертханасының зерттеушілері жақында атомдық өткір металл ұшы мен асқын өткізгіш арасындағы электр тогын өлшеді. Бұл жаңа әдіс электрлік кедергісі жоқ асқын өткізгіштердің жаңа түрлерін анықтауға көмектесетін қозғалыста өте дәлдікпен байланысқан электрондарды таба алады.
«Асқын өткізгіш схемалар аппараттық құралда кванттық биттерді (кубиттер) және кванттық қақпаларды құрудың қазіргі алдыңғы қатарында», - деді Тоби Кубит, кванттық қосымшалар үшін алгоритмдер құрастыратын Phasecraft компаниясының директоры, Lifewire электрондық поштасында. сұхбат. "Аса өткізгіш кубиттер - жоғары дәлдікпен және икемділікпен жобаланатын қатты денелі электр тізбектері."
Үрейлі әрекет
Кванттық компьютерлер кванттық физиканың жұмбақ қасиеттерін пайдалана отырып, электрондардың ғарыш арқылы бір жүйеден екінші жүйеге өту мүмкіндігін пайдаланады. Егер электрон металл мен асқын өткізгіштің түйіскен жерінде басқа электронмен жұптасса, ол Купер жұбы деп аталатын нәрсені құра алады. Асқын өткізгіш сонымен бірге Андреев шағылысы деп аталатын металға бөлшектің басқа түрін шығарады. Зерттеушілер Купер жұптарын анықтау үшін осы Андреев рефлексияларын іздеді.
Аальто университеті / Хосе Ладо
Оак жотасының ғалымдары атомдық үшкір металл ұшы мен асқын өткізгіш арасындағы электр тогын өлшеді. Бұл тәсіл суперөткізгішке қайтарылатын Андреев шағылысының мөлшерін анықтауға мүмкіндік береді.
Бұл әдіс дәстүрлі емес асқын өткізгіштер деп аталатын суперөткізгіштердің экзотикалық түрлерінің ішкі кванттық құрылымын түсінудің маңызды жаңа әдістемесін белгілейді, бұл кванттық материалдардағы әртүрлі ашық мәселелерді шешуге мүмкіндік береді, Хосе Ладо, профессор ассистенті. Зерттеуге теориялық қолдау көрсеткен Аальто университеті баспасөз хабарламасында.
Мәскеудегі «Сколтех» Кванттық ақпаратты өңдеу зертханасының аға ғылыми қызметкері Игорь Зачаров Lifewire-ке электрондық пошта арқылы суперөткізгіш - бұл ядроларға шашырау кезінде электрондар энергияны жоғалтпайтын зат күйі екенін айтты. электр тогы мен электр тогы тоқтаусыз ағуы мүмкін.
«Электрондардың немесе ядролардың есептеу үшін пайдалануға болатын кванттық күйлері болғанымен, асқын өткізгіш ток кванттық қасиеттері бар макро кванттық бірлік ретінде әрекет етеді», - деп қосты ол. "Сондықтан, біз материяның макро күйі ақпаратты өңдеуді ұйымдастыру үшін пайдаланылуы мүмкін жағдайды қалпына келтіреміз, ал оның айқын кванттық әсерлері бар, бұл оған есептеу артықшылығын береді."
Бүгінгі таңда кванттық есептеулердегі ең үлкен қиындықтардың бірі асқын өткізгіштердің жұмысын одан да жақсырақ ете алатынымызға қатысты.
Асқын өткізгіш болашақ
Асқын өткізгіш кванттық компьютерлер қазіргі уақытта процессор өлшемі бойынша бәсекелес технологияларды жеңіп кетті, деді Кубитт. Google 2019 жылы 53 квбит асқын өткізгіш құрылғыда «кванттық басымдық» деп аталатын мүмкіндікті көрсетті. IBM жақында 127 асқын өткізгіш кубиті бар кванттық компьютерді іске қосты, ал Ригетти 80 квбит асқын өткізгіш чипті жариялады.
«Барлық кванттық аппараттық компанияларда жақын болашақта компьютерлерін масштабтау үшін амбициялық жол карталары бар», - деп қосты Кубитт. "Бұған инженерия саласындағы бірқатар жетістіктер себеп болды, олар күрделірек кубит конструкцияларын жасауға және оңтайландыруға мүмкіндік берді. Бұл нақты технология үшін ең үлкен мәселе - қақпалардың сапасын жақсарту, яғни процессордың дәлдігін арттыру. ақпаратты өңдеуге және есептеуді іске қосуға болады."
Жақсы асқын өткізгіштер практикалық кванттық компьютерлерді жасаудың кілті болуы мүмкін. Q-CTRL кванттық есептеулер компаниясының бас директоры Майкл Биерчук электрондық поштаға берген сұхбатында қазіргі кванттық есептеу жүйелерінің көпшілігі 1950 және 1960 жылдары асқын өткізгіштік ашылған ниобий қорытпалары мен алюминийді қолданатынын айтты.
"Бүгінгі таңда кванттық есептеулердегі ең үлкен қиындықтардың бірі біз суперөткізгіштердің жұмысын одан да жақсырақ ете алатынымызға қатысты", - деп қосты Биерчук. «Мысалы, тұндырылған металдардың химиялық құрамы немесе құрылымындағы қоспалар шудың көздерін тудыруы және кванттық компьютерлердегі өнімділіктің төмендеуіне әкелуі мүмкін - бұл жүйенің «кванттылығы» жоғалатын декогеренттілік деп аталатын процестерге әкеледі.»
Кванттық есептеулер кубит сапасы мен кубит саны арасындағы нәзік тепе-теңдікті қажет етеді, деп түсіндірді Зачаров. Кубит "бағдарламалау" үшін сигналдарды қабылдау сияқты қоршаған ортамен өзара әрекеттескен сайын, ол шиеленіскен күйін жоғалтуы мүмкін.
"Біз көрсетілген технологиялық бағыттардың әрқайсысында кішігірім ілгерілеушіліктерді байқағанмен, оларды жақсы жұмыс істейтін құрылғыға біріктіру әлі қиын", - деп қосты ол.
Кванттық есептеулердің «Қасиетті Грауы» - жүздеген кубиті және қателік деңгейі төмен құрылғы. Ғалымдар бұл мақсатқа қалай жетуге болатыны туралы келісе алмайды, бірақ мүмкін болатын жауап – суперөткізгіштерді пайдалану.
Кремний асқын өткізгіш құрылғысындағы кубиттер санының артуы абсолютті нөлдік температураға жақын үлкен жұмыс көлемін жүргізе алатын алып салқындату машиналарының қажеттілігін көрсетеді », - деді Зачаров.
