Pokud jde o kvantové počítače, jednou z hlavních překážek, které brání většímu rozvoji a uplatnění kvantových výpočtů, je komáří životnost qubitů. Jsou to kvantové entity, které bývají velice zranitelné okolním prostředím. Jak se ale ukazuje, vědci a inženýři na tom pracují.
Odborníci z Princetonu nedávno učinili zásadní krok, když postavili supravodivý qubit, který je současně supertrvanlivý, tedy alespoň v porovnání s nejlepšími dnešními qubity. Nový qubit vydrží déle než 1 milisekundu. To je na svět kvantových výpočtů hodně. Je to 3krát víc než u rekordních qubitů v laboratorním prostředí a téměř 15krát víc než u dnešních standardních qubitů pro kvantové počítače.
Andrew Houck a jeho kolegové postavili plně funkční kvantový čip, který je založený na novém qubitu, aby ověřili jeho výkon. Design nového qubitu je podobný těm, které používají lídři ve kvantových technologiích jako je Google nebo IBM. Vzhledem k tomu ho lze snadno začlenit do již existujících kvantových procesorů.
Jak spokojeně podotýká Houck, kdyby vložili nové komponenty z Princetonu do nejlepšího kvantového čipu společnosti Google – Willow, fungoval by asi tak tisíckrát lépe. Přínos princetonského qubitu navíc poroste s větším počtem qubitů ve kvantovém systému.
Qubit Houckova týmu je transmonový qubit. Jde o supravodivé qubity, které pracují při extrémně nízkých teplotách. Jejich výhodou je relativně vysoká tolerance vůči vnějším vlivům a kompatibilita se současnými výrobními procesy elektroniky. Potíž je, že u transmonových qubitů je velice obtížné prodloužit dobu, po kterou udrží kvantovou koherenci.
##seznam_reklama##
V Princetonu to zvládli díky dvěma klíčovým úpravám. Použili tantal, aby zajistili vyšší odolnost obvodů. A pak také nahradili tradiční substrát ze safíru křemíkem o vysoké kvalitě, standardním materiálem elektronického průmyslu, a nechali na něm růst tantalové struktury. Byl to naprostý úspěch. Qubit založený na tantalu a křemíku poráží současné designy v udržení qubitu a jako bonus je snazší takový qubit vyrábět ve velkém.
Video: Princeton professor Andrew Houck making quantum leaps to unlock a multiverse of possibilities
Video: How quantum computers can help solve the world's most complex problems
Literatura