Az áttörő chip, ami forradalmasíthatja a kvantumszámítógépeket

Az abszolút nulla közelében működő chip

Az új vezérlőchip kriogén, vagyis extrém alacsony hőmérsékleten, kb. -273,15 Celsius-fokon működik, és a qubitek közvetlen közelébe helyezhető anélkül, hogy megzavarná azok érzékeny kvantumállapotát. Ez óriási lépés, hiszen már több mint egy évtizede gyűlnek a tapasztalatok ahhoz, hogy ilyen, alig energiát fogyasztó elektronikai rendszert tervezzenek – a chip mindössze 10 mikrowatt (0,00001 watt) teljesítményt igényel, az analóg részegységei pedig csak 20 nanowattot (0,00000002 watt) vesznek fel megahertzenként.

Mi az a spin qubit, és miért fontos?

A kvantumbit (qubit) az alapegység, amely 0, 1, vagy akár mindkettő között is létezhet, így párhuzamosan végez számításokat, amire a hagyományos bitek képtelenek. A spin qubit az információt az elektronok spinjében tárolja, nagy előnye pedig, hogy klasszikus CMOS technológiával készül (amivel a legtöbb PC és okostelefon chipje is), vagyis sorozatgyártásra alkalmas. Ezzel szemben más kvantumeszközök által használt qubittípusok nehezen illeszthetők a jelenlegi chipgyártásba.

Stabil laboratóriumból a hétköznapi felhasználásba

A legnagyobb kihívás mindig is az volt, hogy olyan elektronikát készítsenek, amely nem zavarja meg a qubitek szuperpozícióját extrém hidegben. Most a chipet kevesebb mint 1 mm távolságra helyezték a qubitektől, és a tesztek alapján semmiféle mérhető elektromos zajt vagy pontosságcsökkenést nem okozott. Ez megerősítette, hogy a qubitek nagy számban is vezérelhetők és mérhetők lesznek anélkül, hogy a chip rontaná a kvantumállapotokat.

Közelebb a milliárd qubites rendszerekhez

Az új megoldás minden eddiginél közelebb hozta a kvantumszámítógépek gyakorlati felhasználását: lehetővé teheti, hogy egyetlen chipen akár milliós nagyságrendben is vezérelhetők legyenek a qubitek. Innentől nemcsak laboratóriumi érdekesség marad a kvantumszámítógép, hanem végre a valódi problémák megoldásában, az adattárolók és érzékelők új generációjában is bevethető lesz. A kutatók szerint a módszer bizonyított, követőik pedig hamarosan felfedezhetik, milyen új, valóban az emberiség számára hasznos problémákat tudnak majd megoldani ezek a leendő kvantumóriások.

2025, adminboss, www.livescience.com alapján