Quantum Computing
A tudósok kvantumáttörést értek el az új típusú qubit segítségével
A topológiai qubiteket kutatják, hogy áttörést érjenek el egy univerzális alkalmazásokra tervezett kvantumszámítógép fejlesztésében, de ehhez hasonló kvantumbitet még senki sem tudott laboratóriumban bemutatni.
A Forschungszentrum Jülich tudósai első alkalommal sikeresen integráltak egy topológiai szigetelőt egy hagyományos szupravezető qubitbe, ami jelentős áttörés.
Az új kutatás a folyóiratban jelent meg Nano Letters.
A kutatócsoportot Dr. Peter Schüffelgen vezette a Forschungszentrum Jülich-i Peter Grünberg Intézetben (PGI-9).
A legösszetettebb problémák megoldása
A kvantumszámítógépek óriási lehetőségeket rejtenek a jövőre nézve. A kvantumeffektusokkal ezek a gépek megoldást nyújthatnak a legösszetettebb problémákra, amelyeket a hagyományos számítógépek nem képesek reális időkereten belül feldolgozni. A kvantumszámítógépek széles körű alkalmazása és megvalósítása még ezekkel az új fejlesztésekkel is sok munkát igényel.
A jelenlegi gépek általában csak kis számú qubitet tartalmaznak, és gyakran hajlamosak a hibákra. A rendszer méretének növekedésével egyre nehezebb lesz teljesen elszigetelni a környezetétől.
A topológiai Qubit
Emiatt sok szakértő azt reméli, hogy egy új típusú kvantumbit, amelyet topológiai qubitnek neveznek, meg tudja oldani ezeket a problémákat. Nem csak a kutatók dolgoznak ezen, hanem olyan nagyvállalatok is, mint a Microsoft. A topológiai qubit sajátossága, hogy topológiailag védett. A szupravezetők geometriai felépítése és speciális elektronikai anyagtulajdonságai szintén biztosítják a kvantuminformáció megőrzését.
Tekintettel ezekre a jellemzőkre, a topológiai qubitek rendkívül robusztusnak tekinthetők, és nagyrészt immunisak a dekoherencia külső forrásaira. Gyors kapcsolási idejük is van a hagyományos szupravezető qubitekhez képest, amelyeket olyan cégek használnak, mint a Google és az IBM.
A kutatók még ezekkel az előrehaladásokkal sem biztosak abban, hogy képesek-e topológiai kvbiteket előállítani a megfelelő anyagi alap hiánya miatt. Ez azt jelenti, hogy a szakértők nem tudják kísérleti úton előállítani a szükséges speciális kvázirészecskéket. Ezeket a kvázirészecskéket vagy Majorana állapotokat csak elméletben tudták kimutatni.
Ezzel együtt ezek a hibrid qubitek vadonatúj lehetőségeket nyitnak meg, és új anyagok létrehozásához vezethetnek.
