นักวิทยาศาสตร์สร้างการผ่านทางควอนตัมด้วยไฮบริดคิวบิตชนิดใหม่

คิวบิตทอพอโลยีถูกสำรวจเพื่อสร้างความก้าวหน้าในการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานทั่วไป แต่ไม่มีใครสามารถแสดงคิวบิตควอนตัมแบบนี้ในห้องปฏิบัติการได้

เป็นความก้าวหน้าที่สำคัญ นักวิทยาศาสตร์จาก Forschungszentrum Jülich ได้บูรณาการทอพอโลยีอินซูเลเตอร์เข้ากับคิวบิตซูเปอร์คอนดักเตอร์แบบเดิมๆ เป็นครั้งแรก

การวิจัยใหม่นี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nano Letters.

กลุ่มวิจัยนำโดย Dr. Peter Schüffelgen ที่ Peter Grünberg Institute (PGI-9) ของ Forschungszentrum Jülich

การแก้ปัญหาที่ซับซ้อนที่สุด

คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีศักยภาพที่น่าตื่นเต้นสำหรับอนาคต ด้วยผลกระทบควอนตัม เครื่องจักรเหล่านี้สามารถให้คำตอบสำหรับปัญหาที่ซับซ้อนที่สุดที่ไม่สามารถประมวลผลได้ด้วยคอมพิวเตอร์แบบเดิมในระยะเวลาที่สมจริง แม้ว่าจะมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง แต่การใช้งานและการนำคอมพิวเตอร์ควอนตัมไปใช้จริง vẫnต้องการการทำงานอย่างมาก

เครื่องจักรปัจจุบันมักจะมีคิวบิตเพียงไม่กี่ตัว และมักจะเกิดข้อผิดพลาดได้ง่าย เมื่อระบบเพิ่มขึ้นในขนาด ความยากในการแยกออกจากสิ่งแวดล้อมก็เพิ่มขึ้นด้วย

คิวบิตทอพอโลยี

ด้วยเหตุนี้ ผู้เชี่ยวชาญหลายคนหวังว่าคิวบิตควอนตัมชนิดใหม่ที่เรียกว่าคิวบิตทอพอโลจีจะสามารถแก้ปัญหานี้ได้ นักวิจัยไม่ใช่คนเดียวที่ทำงานเกี่ยวกับสิ่งนี้ แต่บริษัทใหญ่ๆ เช่น Microsoft ก็ทำเช่นกัน คิวบิตทอพอโลยีมีคุณสมบัติพิเศษที่ได้รับการคุ้มครองจากทอพอโลยี โครงสร้างเรขาคณิตของซูเปอร์คอนดักเตอร์และคุณสมบัติของวัสดุอิเล็กทรอนิกส์แบบพิเศษก็ช่วยให้ข้อมูลควอนตัมถูกเก็บไว้

ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้ คิวบิตทอพอโลยจึงถือว่ามีความแข็งแรงมากและไม่ไวต่อสิ่งแวดล้อมภายนอก พวกมันยังมีเวลาเปลี่ยนสถานะที่เร็วกว่าคิวบิตซูเปอร์คอนดักเตอร์แบบเดิมที่ใช้โดยบริษัทอย่าง Google และ IBM

แม้ว่าจะมีการก้าวหน้าเหล่านี้ นักวิจัยยังคงไม่แน่ใจว่าพวกเขาสามารถผลิตคิวบิตทอพอโลจีได้หรือไม่ เนื่องจากไม่มีพื้นฐานวัสดุที่เหมาะสม ซึ่งหมายความว่าผู้เชี่ยวชาญไม่สามารถสร้างควาซิพาร์ติเคิลพิเศษที่ต้องการได้ ควาซิพาร์ติเคิลเหล่านี้หรือสถานะ Majorana ได้แสดงให้เห็นในทางทฤษฎีเท่านั้น

อย่างไรก็ตาม คิวบิตไฮบริดเหล่านี้เปิดโอกาสใหม่ๆ และอาจนำไปสู่การสร้างวัสดุใหม่ๆ