Vedci vytvorili kvantový počítačový čip, ktorý funguje aj pri izbovej teplote

  • Je všeobecne známe, že pracovať s kvantovými čipmi sa dá jedine pri nízkych teplotách približujúcich sa absolútnej nule. Výzvou pre každodenné využitie je kvantový čip, ktorý funguje pri izbovej teplote.
quantum-comp-head
  • Je všeobecne známe, že pracovať s kvantovými čipmi sa dá jedine pri nízkych teplotách približujúcich sa absolútnej nule. Výzvou pre každodenné využitie je kvantový čip, ktorý funguje pri izbovej teplote.

Typický normálny počítač, ktorý používa každý jeden z nás, funguje na princípe binárnych čísiel, teda 0 a 1. Kvantový počítač používa sekvenciu kvantových bitov alebo takzvaných – qubitov. Tieto kvantové bity, dokáže reprezentovať aj známe vlastnosti 0 a 1, ale taktiež aj niečo medzi 0 a 1, stav známy ako kvantová superpozícia. Je to obrovský skok vo výpočtovej technike, v ktorej by to znamenalo revolúciu. Počítače by boli omnoho rýchlejšie a s väčším výkonom ako kedykoľvek predtým.

Všetko závisí od pootočenia – spinu

Elektrón je prirodzene nabitý a má svoju rotáciu – spin. Spin určuje, či atóm bude generovať magnetické pole. Spin môže byť taktiež využitý ako qubit pre stavy medzi 0, keď je spin otočený „dole“ a 1, keď je spin otočený „hore“. Spin elektrónu sa musí vyvarovať stavu dekoherencie, čo sa stáva, ak sa elektrón dostane do kvantovej superpozície a stane sa neusporiadaným v mriežke. To môže znamenať stratu informácií, ktoré obsahuje. Životnosť rotácie – spinu elektrónu, závisí aj od kmitov a interakcií iných atómov v mriežke materiálu. Pre minimálnu prácu na počítači, sa požaduje životnosť kvantového bitu aspoň 100 nanosekúnd. Práve doteraz používané ochladzovanie materiálu na teplotu -273 stupňov Celzia, pomáhalo pri predĺžení životnosti takýchto kvantových bitov.

DWave_128chip

Foto: extremetech.com

Vedci skúšali kvantové superpozície s rôznymi materiálmi. Od kovov a silikónu, ktoré musia byť chladené na teplotu blízku absolútnej nule až po materiály, ktoré by vydržali síce izbovú teplotu, ale experimentovať s nimi sa dalo iba v jadrových reaktoroch a v zariadeniach, ktoré vedeli zabezpečiť minimálnu hustotu iných prvkov v okolí. Preto je veľmi dôležité zvážiť, s akými materiálmi sa bude zaobchádzať. Najlepší by bol materiál, ktorý vydrží pri izbovej teplote viac ako 100 nanosekúnd a vedcom poskytne priestor na prácu s qubitmi.

Pri výskume sa ukázalo, že vhodný materiál na požadované dosiahnutie spinu u elektrónov aj pri izbovej teplote, by sa dalo za použitia karbónových nanočastíc. Tento materiál sa vedcom podarilo dosiahnuť pri spaľovaní naftalínu z naftalínových guľôčok, čo vyzerá ako sľubná cesta. Tento materiál sa vyrába ako pevný prášok, a taktiež sa dá rozptýliť do etanolu, vody alebo aj pevných materiálov ako je sklo.

SNF-West-36

Foto: wikipedia.com

Tento materiál umožnil vedcom vytvoriť nový rekord v životnosti elektrónového spinu. Bolo to presne 175 nanosekúnd pri izbovej teplote. Jasné, že to na prvýkrát nevyzerá ako super dlhý čas, ale v porovnaní s predošlými pokusmi s grafénom je tento o 100-krát dlhší.

Tento nový objav posúva znova hranice kvantových počítačov bližšie k nám a k reálnemu využitiu. Dúfame, že čoskoro budeme používať kvantové počítače na fakt presnú predpoveď počasia, strojové učenie alebo iné štýly využitia v umelej inteligencii.

Zdroj článku: sciencealert.com, zdroj prezenčného obrázku: extremetech.com

Najnovšie video

Najnovší podcast

Plavíš sa a na brehu horí ľudské telo, vedľa toho stojí krava. India je šialená

Najnovšie