Az új kvantumcsúcstartó: 6100 atom szobahőmérsékleten

A Kaliforniai Technológiai Intézet kutatói lényegében újraértelmezték a kvantumszámítási rekordokat: sikerült egy 6100 atomból álló kvantumrácsot összehangolniuk, ráadásul szobahőmérsékleten. Ezzel nemcsak a legtöbb egyszerre működő atomkvantumbitet (qubit) tartalmazó rendszert hozták létre, hanem jelentősen megnövelték az atomok koherenciaidejét is: 12,6 másodpercre, ami ebben a mezőnyben különösen hosszú.

Lézercsipeszek és szuperpozíció

A rendszer lelkét párosított semleges atomok alkotják, amelyek kvantumbitként szolgálnak. Ezeket egyetlen lézernyalábot 12 000 részre bontva, apró „lézercsipeszekkel” tartják lebegve. Itt zajlik minden, amit kvantumszámításnak nevezünk: az atomokat szuperpozícióban tartják, vagyis egyszerre több állapotban, így lehetővé válik bonyolult műveletek elvégzése.

Miért különleges a szobahőmérséklet?

A legtöbb kvantumszámítógép szupervezető fémekből épül, amelyekhez gigantikus és drága hűtőrendszer kell – közel abszolút nulla (-273 °C) hőmérsékletig. Ezzel szemben a semleges atom alapú kvantumbitek bőven elvannak szobahőmérsékleten is, ami jóval olcsóbb és egyszerűbb rendszert jelenthet, ha skálázni akarjuk a gépeket.

Újítások: több qubit, kevesebb hiba

A kvantumrendszerek egyik legnagyobb kihívása a qubitek „zajos” viselkedése, vagyis hogy az adatok gyorsan elvesznek vagy torzulnak. Ezért most nemcsak a rendszerméretet növelték meg tízszeresére, hanem szinte tökéletes, 99,98%-os pontossággal és hosszabb koherenciaidőkkel dolgoznak. Új módszerrel képesek az atomokat a rácson belül mozgatni anélkül, hogy a szuperpozíció megszakadna – ez lehetővé teszi a még bonyolultabb hibajavító technikákat is.

A következő lépés: összefonódás

A következő cél a rács atomjainak összefonása, azaz a kvantummechanika egyik legizgalmasabb állapotának elérése. A kutatók szerint ezzel már teljes értékű kvantumszámításokat lehet majd végezni, és tovább fejleszthető a hibajavítás is. Hosszú távon csak így lehet igazán nagy, hasznos kvantumszámítógépeket építeni, amelyek méltó riválisai lehetnek a szuperszámítógépeknek.

Hatalmas lépés, de még csak az elején járunk

A mai kvantumgépek már képesek bizonyos műveletekben megelőzni a klasszikus számítógépeket, de legtöbbször csak speciális problémákra vannak optimalizálva. Ahhoz, hogy igazán hasznosak legyenek, milliós nagyságrendű qubitre és strapabíró hibajavításra lesz szükség – a mostani rekord és a hozzá kapcsolódó újítások egy nagy lépéssel közelebb vittek ehhez az álomhoz.

2025, adrienne, www.livescience.com alapján

Share on Social Media