Οι Επιστήμονες Κάνουν Κβαντική Πρόοδο Με Νέο Τύπο Qubit

Τα τοπολογικά qubit εξετάζονται για να κάνουν προόδους στην ανάπτυξη ενός κβαντικού υπολογιστή που προορίζεται για καθολικές εφαρμογές, αλλά κανείς δεν έχει μπορέσει να αποδείξει ένα κβαντικό bit σαν αυτό σε ένα εργαστήριο.

Σε αυτό που είναι μια σημαντική πρόοδος, επιστήμονες από το Forschungszentrum Jülich έχουν επιτύχει την ενσωμάτωση ενός τοπολογικού μόνωτου σε ένα συμβατικό υπερ αγωγό qubit για πρώτη φορά.

Η νέα έρευνα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nano Letters.

Η ερευνητική ομάδα ήταν υπό την ηγεσία του Δρ. Peter Schüffelgen στο Ινστιτούτο Peter Grünberg (PGI-9) του Forschungszentrum Jülich

Λύση των Πλέον Συμπλεγμάτων Προβλημάτων

Οι κβαντικοί υπολογιστές έχουν τεράστια προοπτική για το μέλλον. Με τις κβαντικές επιδράσεις, αυτές οι μηχανές θα μπορούσαν να παρέχουν λύσεις για κάποια από τα πιο σύνθετα προβλήματα που δεν μπορούν να επεξεργαστούν από συμβατικούς υπολογιστές σε ένα ρεαλιστικό χρονικό πλαίσιο. Ακόμη και με αυτές τις νέες προόδους, η ευρεία χρήση και εφαρμογή των κβαντικών υπολογιστών απαιτεί ακόμη πολλή δουλειά.

Τα τρέχοντα συστήματα συνήθως περιέχουν μόνο ένα μικρό αριθμό qubit και συχνά είναι ευάλωτα σε σφάλματα. Όσο μεγαλώνει το σύστημα, αυξάνεται η δυσκολία πλήρους απομόνωσής του από το περιβάλλον.

Το Τοπολογικό Qubit

Λόγω αυτού, πολλοί εμπειρογνώμονες ελπίζουν ότι ένα νέο τύπο κβαντικού bit που ονομάζεται τοπολογικό qubit μπορεί να λύσει αυτά τα προβλήματα. Οι ερευνητές δεν είναι οι μόνοι που δουλεύουν σε αυτό, αλλά και μεγάλες εταιρείες όπως η Microsoft. Το τοπολογικό qubit έχει το đặc biệt χαρακτηριστικό ότι είναι τοπολογικά προστατευμένο. Η γεωμετρική δομή των υπερ αγωγών και οι ειδικές ηλεκτρονικές ιδιότητες του υλικού επίσης εξασφαλίζουν ότι η κβαντική πληροφορία διατηρείται.

Δεδομένα αυτά τα χαρακτηριστικά, τα τοπολογικά qubit θεωρούνται εξαιρετικά robusta και σε μεγάλο βαθμό ανοσία σε εξωτερικές πηγές decoherence. Έχουν επίσης γρήγορους χρόνους μεταγωγής σε σύγκριση με τους συμβατικούς υπερ αγωγούς qubit που χρησιμοποιούνται από εταιρείες όπως η Google (GOOGL ) και η IBM.

Ακόμη και με αυτές τις προόδους, οι ερευνητές είναι ακόμη αβέβαιοι εάν θα μπορέσουν να παράγουν τοπολογικά qubit λόγω έλλειψης κατάλληλου υλικού. Αυτό σημαίνει ότι οι εμπειρογνώμονες δεν μπορούν να παραγάγουν πειραματικά τα ειδικά quasiparticles που χρειάζονται. Αυτά τα quasiparticles, ή Majorana καταστάσεις, έχουν μόνο μπορέσει να αποδειχθούν θεωρητικά.

Με αυτά τα λεγόμενα, αυτά τα υβριδικά qubit ανοίγουν νέες δυνατότητες και θα μπορούσαν να οδηγήσουν στη δημιουργία νέων υλικών.