Un nou tip de frigider cuantic autonom ar putea oferi computerelor cuantice „un impuls major de performanță” și le va face mai fiabile, spun oamenii de știință.
Într -un studiu publicat pe 9 ianuarie în jurnal Fizica naturiicercetătorii au răcit cu succes un qubit la doar 22 Millikelvin (minus 459,63 grade Fahrenheit, sau minus 273,13 grade Celsius) folosind un frigider cuantic alimentat de „băi termice” de radiații cu microunde. Aceasta este cea mai scăzută temperatură la care au atins qubiturile.
„Acest lucru deschide calea pentru calcule cuantice mai fiabile și fără erori, care necesită o suprasarcină de hardware mai mică”, autorul principal al studiului Aamir AliSpecialist în cercetare în tehnologie cuantică la Chalmers University of Technology din Suedia, a spus în o declarație.
Calculatoare cuantice trebuie să fie răcite la temperaturi extrem de scăzute, astfel încât oamenii de știință să poată atinge în delicat Proprietăți cuantice și să efectueze calcule – întrucât chiar și cea mai mică perturbare a mediului își poate „răstoui” starea cuantică, provocând erori. Acest lucru este crucial pentru qubit -urile superconductoare – utilizate în genul Condor de 1.000 de ani al IBM – care trebuie să funcționeze la temperaturi apropiate Absolut Zero (0 K, minus 459.67 f sau minus 273,15 c) pentru a menține stabilitatea.
Qubits de răcire până aproape Absolut Zero Îi plasează în cea mai mică stare energetică posibilă, altfel cunoscută sub numele de „starea lor de sol”. În această stare, qubit -urile sunt susceptibile să -și păstreze proprietățile cuantice suficient de mult timp Efectuați calcule cu exactitate.
Noul sistem completează convențional Frigidere de diluare – care folosesc gaze de heliu pentru a absorbi căldura printr -un proces de diluare și poate aduce qubit -uri până la aproximativ 50 mk – prin răcirea qubit -urilor mai departe, mai degrabă decât să le înlocuiască cu totul.
Face acest lucru prin valorificarea energiei din rezervoarele de căldură create folosind radiații cu microunde, care este apoi direcționată într -unul dintre cele două qubit -uri ale frigiderului cuantic.
„Energia din mediul termic, canalizată prin unul dintre cele două qubit -uri ale frigiderului cuantic, pompează căldura de la qubitul țintă în al doilea qubit al frigiderului cuantic, care este rece. Acest qubit rece este termalizat într-un mediu rece, în care căldura qubitului țintă este în cele din urmă aruncată ”, coautor de studiu Nicole Yunger Halperna declarat profesor asistent adjunct de fizică și IPST la Universitatea din Maryland.
Folosind această metodă, oamenii de știință au crescut probabilitatea ca qubit -ul să fie în starea sa de bază înainte de un calcul la 99,97%.
Ali a spus că acest lucru se compară cu probabilitățile cuprinse între 99,8% și 99,92% obținute cu tehnicile anterioare. „Acest lucru poate părea o diferență mică, dar atunci când efectuați mai multe calcule, acesta se compune într -un impuls major de performanță în eficiența calculatoarelor cuantice”, a adăugat el.
Și spre deosebire de frigiderele cuantice de diluare, care sunt extrem de complexe și dificil de extins, noul sistem condus termic este autonom, ceea ce înseamnă că nu necesită control extern odată ce a început. Rezultatele au depășit așteptările inițiale ale cercetătorilor.
„Lucrarea noastră este, probabil, prima demonstrație a unei mașini termice cuantice autonome care execută o sarcină practic utilă”, coautor al studiului Simone Gasparinettiprofesor asociat în tehnologie cuantică la Chalmers University of Technology, a adăugat în declarație. „Inițial am văzut acest lucru ca o dovadă a conceptului, așa că am fost plăcut surprinși să găsim că performanța sa depășește toate protocoalele de resetare existente pentru qubit-urile de răcire pentru a înregistra temperaturi reduse.”
Comentarii recente