Հիմնական տանողներ
- Պրակտիկ քվանտային համակարգիչների ստեղծումը կարող է կախված լինել էլեկտրական դիմադրություն չունեցող գերհաղորդիչ նյութեր օգտագործելու ավելի լավ ուղիներ գտնելուց:
- Օք Ռիջի ազգային լաբորատորիայի հետազոտողները հայտնաբերել են ծայրահեղ ճշգրտությամբ կապակցված էլեկտրոններ գտնելու մեթոդ:
- Գերհաղորդիչ քվանտային համակարգիչները ներկայումս հաղթում են մրցակից տեխնոլոգիաներին՝ պրոցեսորի չափերով:
Գործնական քվանտային համակարգիչները շուտով կարող են հայտնվել՝ խորը հետևանքներով ամեն ինչի համար՝ սկսած թմրամիջոցների հայտնաբերումից մինչև ծածկագրերի խախտում:
Ավելի լավ քվանտային մեքենաների կառուցմանն ուղղված մի քայլ՝ Oak Ridge National Laboratory-ի հետազոտողները վերջերս չափեցին էլեկտրական հոսանքը ատոմային սուր մետաղական ծայրի և գերհաղորդիչի միջև: Այս նոր մեթոդը կարող է ծայրահեղ ճշգրտությամբ գտնել կապակցված էլեկտրոններ, որոնք կարող են օգնել հայտնաբերել նոր տեսակի գերհաղորդիչներ, որոնք չունեն էլեկտրական դիմադրություն:
«Գերհաղորդիչ սխեմաները ներկայիս առաջատարն են ապարատում քվանտային բիթերի (qubits) և քվանտային դարպասների կառուցման համար», - Lifewire-ին էլեկտրոնային նամակում ասաց Phasecraft-ի տնօրեն Թոբի Կուբիթը, որը քվանտային հավելվածների համար ալգորիթմներ է կառուցում: հարցազրույց. «Գերհաղորդիչ քյուբիթները պինդ վիճակում գտնվող էլեկտրական սխեմաներ են, որոնք կարող են նախագծվել բարձր ճշգրտությամբ և ճկունությամբ»:
Սարսափելի գործողություն
Քվանտային համակարգիչները օգտվում են այն փաստից, որ էլեկտրոնները կարող են ցատկել մի համակարգից մյուսը տիեզերքի միջոցով՝ օգտագործելով քվանտային ֆիզիկայի առեղծվածային հատկությունները:Եթե էլեկտրոնը զուգակցվի մեկ այլ էլեկտրոնի հետ հենց այն կետում, որտեղ մետաղը և գերհաղորդիչը հանդիպում են, այն կարող է ձևավորել այն, ինչ կոչվում է Կուպերի զույգ: Գերհաղորդիչը նաև մետաղի մեջ արձակում է մեկ այլ տեսակի մասնիկ, որը հայտնի է որպես Անդրեևի արտացոլում: Հետազոտողները փնտրել են Անդրեևի այս արտացոլումները՝ Կուպերի զույգերը հայտնաբերելու համար։
Աալտոյի համալսարան / Խոսե Լադո
Օք Ռիջի գիտնականները չափել են էլեկտրական հոսանքը ատոմային սուր մետաղական ծայրի և գերհաղորդիչի միջև: Այս մոտեցումը թույլ է տալիս նրանց հայտնաբերել Անդրեևի արտացոլման չափը, որը վերադառնում է դեպի գերհաղորդիչ:
«Այս տեխնիկան սահմանում է կրիտիկական նոր մեթոդաբանություն էկզոտիկ տիպերի գերհաղորդիչների ներքին քվանտային կառուցվածքը հասկանալու համար, որոնք հայտնի են որպես ոչ սովորական գերհաղորդիչներ, ինչը պոտենցիալ թույլ է տալիս մեզ լուծել մի շարք բաց խնդիրներ քվանտային նյութերում, ասիստենտ Խոսե Լադոն: Ալտոյի համալսարանը, որը տեսական աջակցություն է տրամադրել հետազոտությանը, ասվում է լրատվական հաղորդագրության մեջ:
Մոսկվայի Skoltech-ի Քվանտային տեղեկատվության մշակման լաբորատորիայի ավագ գիտաշխատող Իգոր Զախարովը Lifewire-ին էլ․ էլեկտրական հոսանքը և էլեկտրական հոսանքը կարող են անդադար հոսել։
«Մինչ էլեկտրոնները կամ միջուկներն ունեն քվանտային վիճակներ, որոնք կարող են օգտագործվել հաշվարկների համար, գերհաղորդիչ հոսանքը իրեն պահում է որպես քվանտային հատկություններով մակրո քվանտային միավոր», - ավելացրեց նա: «Հետևաբար, մենք վերականգնում ենք այն իրավիճակը, երբ նյութի մակրո վիճակը կարող է օգտագործվել տեղեկատվության մշակումը կազմակերպելու համար, մինչդեռ այն ունի ակնհայտ քվանտային էֆեկտներ, որոնք կարող են նրան տալ հաշվողական առավելություն»:
Քվանտային հաշվարկների ամենամեծ մարտահրավերներից մեկն այսօր վերաբերում է նրան, թե ինչպես մենք կարող ենք ստիպել գերհաղորդիչներին ավելի լավ գործել:
Գերհաղորդիչ ապագան
Գերհաղորդիչ քվանտային համակարգիչները ներկայումս հաղթում են մրցակից տեխնոլոգիաներին՝ պրոցեսորի չափերով, ասել է Կուբիթը:Google-ը այսպես կոչված «քվանտային գերակայություն» դրսևորեց 53 կուբիթանոց գերհաղորդիչ սարքի վրա 2019 թվականին: IBM-ը վերջերս թողարկեց քվանտային համակարգիչ՝ 127 գերհաղորդիչ քյուբիթով, իսկ Ռիգետին հայտարարեց 80 կուբիթանոց գերհաղորդիչ չիպի մասին:
«Բոլոր քվանտային ապարատային ընկերություններն ունեն հավակնոտ ճանապարհային քարտեզներ մոտ ապագայում իրենց համակարգիչները մեծացնելու համար», - ավելացրեց Կուբիթը: «Դա պայմանավորված է ճարտարագիտության մի շարք առաջխաղացումներով, որոնք հնարավորություն են տվել մշակել ավելի բարդ կուբիթի ձևավորում և օպտիմալացում: Այս կոնկրետ տեխնոլոգիայի ամենամեծ մարտահրավերը դարպասների որակի բարելավումն է, այսինքն՝ բարելավելով պրոցեսորի ճշգրտությունը: կարող է շահարկել տեղեկատվությունը և կատարել հաշվարկներ։"
Ավելի լավ գերհաղորդիչները կարող են կարևոր լինել գործնական քվանտային համակարգիչների ստեղծման համար: Քվանտային հաշվողական Q-CTRL ընկերության գործադիր տնօրեն Մայքլ Բիերչուկը էլփոստի հարցազրույցում ասաց, որ ներկայիս քվանտային հաշվողական համակարգերի մեծ մասն օգտագործում է նիոբիումի համաձուլվածքներ և ալյումին, որոնցում գերհաղորդականությունը հայտնաբերվել է 1950-ական և 1960-ական թվականներին:
«Քվանտային հաշվարկների ամենամեծ մարտահրավերներից մեկն այսօր կապված է այն բանի հետ, թե ինչպես մենք կարող ենք ստիպել գերհաղորդիչներին ավելի լավ գործել», - ավելացրեց Բիերչուկը: «Օրինակ, քիմիական բաղադրության կամ կուտակված մետաղների կառուցվածքի կեղտերը կարող են առաջացնել աղմուկի և կատարողականի դեգրադացիայի աղբյուրներ քվանտային համակարգիչներում. դրանք հանգեցնում են գործընթացների, որոնք հայտնի են որպես դեկոերենցիա, որի դեպքում համակարգի «քվանտությունը» կորչում է»:
Քվանտային հաշվարկը պահանջում է նուրբ հավասարակշռություն քյուբիթի որակի և քյուբիթների քանակի միջև, բացատրեց Զախարովը: Ամեն անգամ, երբ քյուբիթը փոխազդում է շրջակա միջավայրի հետ, ինչպես օրինակ՝ ազդանշաններ ստանալով «ծրագրավորման» համար, այն կարող է կորցնել իր խճճված վիճակը:
«Չնայած մենք տեսնում ենք փոքր առաջընթացներ նշված տեխնոլոգիական ուղղություններից յուրաքանչյուրում, դրանք համատեղելը լավ աշխատող սարքի մեջ դեռևս անհասանելի է», - ավելացրեց նա:
Քվանտային հաշվարկների «Սուրբ Գրաալը» հարյուրավոր քյուբիթներով և սխալի ցածր մակարդակ ունեցող սարք է: Գիտնականները չեն կարող համաձայնության գալ, թե ինչպես նրանք կհասնեն այս նպատակին, սակայն հնարավոր պատասխաններից մեկը գերհաղորդիչների օգտագործումն է:
«Սիլիկոնային գերհաղորդիչ սարքում կիուբիտների աճող քանակն ընդգծում է հսկա սառեցնող մեքենաների անհրաժեշտությունը, որոնք կարող են մեծ գործառնական ծավալներ մոտեցնել բացարձակ զրոյական ջերմաստիճանին», - ասել է Զախարովը::
