Pokud mají kvantové počítače stát za řeč a řešit osudové problémy fyziky, chemie a dalších oborů, potřebují hodně qubitů. Jsou to kvantové bity, které sice mají k dispozici superpozici a mohou s ní dělat zajímavá kouzla při výpočtech, ale zároveň jsou také zranitelné.
Kvantoví fyzici se to snaží při konstrukci kvantových počítačů řešit, ale obvykle spoléhají na hrubou sílu. Prostě přidávají další, nadbytečné qubity, které opravují chyby. Pokud nedojde k zásadní změně technologie, budou spolehlivé a výkonné kvantové počítače potřebovat asi tak stovky tisíc qubitů.
Manuel Endres z California Institute of Technology v Pasadeně a jeho spolupracovníci tohle měli určitě na paměti, když nedávno postavili doposud největší kvantovou výpočetní soustavu.
Tvoří ji 6 100 qubitů představovaných vždy jedním neutrálním atomem cesia, které jsou polapené v mřížce optických pinzet (optical tweezer). Předešlá zařízení tohoto typu přitom obsahovala jen stovky qubitů.
Konstrukce rekordní soustavy qubitů vyžadovala náročnou práci s lasery. Badatelé rozdělili laserový paprsek na 12 tisíc optických pinzet, které společně drží zmíněných 6 100 atomů ve vakuové komoře. Zásadním úspěchem výzkumu Endersova týmu je, že vytvoření soustavy s tisícovkami qubitů nebylo na úkor kvality. Vědci při testování udrželi tyto qubity v superpozici po dobu zhruba 13 sekund. To je téměř 10krát víc než s předchozími podobnými soustavami.
##seznam_reklama##
Badatelé rovněž prokázali, že mohou s těmito qubity manipulovat. Úspěšně posunuli vybrané atomy cesia o stovky mikrometrů, aniž by ztratily superpozici. Schopnost posouvat qubity je přitom klíčovým prvkem kvantových počítačů založených na neutrálních atomech, protože to vede k více efektivním opravám chyb, v porovnání s tradičními platformami, v nichž jsou qubity napevno, jako například supravodivé qubity.
Video: Inside the Endres Lab with a 6,100-Qubit Array
Literatura