Wykorzystując bardzo czyste diamenty i zaawansowane projekty bramek, zespół naukowców z Politechniki w Delft pokonał przeszkody, które ograniczały rozwój komputerów kwantowych. Bramki przeszły już rygorystyczne testy, obejmujące długie sekwencje operacji i naukowcy są zdania, że ich odkrycie to ogromny krok w kierunku budowy komputerów kwantowych na dużą skalę.
Co robić, by komputery kwantowe były odporne na błędy?
Komputery kwantowe mają rozwiązywać złożone problemy, które są poza zasięgiem klasycznych komputerów. Aby wykonywać obliczenia, wykorzystują sekwencje podstawowych operacji zwanych bramkami kwantowymi. Jednak aby komputer kwantowy działał niezawodnie, jego bramki muszą być niezwykle precyzyjne. Prawdopodobieństwo wystąpienia błędu podczas każdej operacji musi być bardzo niskie – zwykle poniżej 0,1 procent. Tylko przy tak niskich poziomach błędów mogą działać skutecznie, umożliwiając dokładne obliczenia nawet przy użyciu niedoskonałego sprzętu.
Czytaj więcej
Hakerzy mogą wykorzystać ogromne moce obliczeniowe, przed którymi nie ochronią obecne systemy. Za...
Taka precyzję zapewniają kubity mające spiny w diamencie. Nie tylko mogą działać w stosunkowo wysokich temperaturach (do 10 kelwinów, czyli minus 263,15 stopni Celsjusza), są dobrze osłaniane przed zakłóceniami środowiskowymi i naturalnie oddziałują z fotonami, co czyni je idealnymi do budowy sieci kwantowych. Jednak do niedawna osiągnięcie pełnego zestawu bramek kwantowych o wystarczająco niskim poziomie błędów przy użyciu spinów diamentowych było nieosiągalne dla naukowców.
Badacze z QuTech – interdyscyplinarnego instytutu badawczego technologii kwantowej na Politechnice w Delfcie – zaprezentowali wysoce precyzyjny, uniwersalny zestaw bramek kwantowych wykorzystujących diamentowy układ kwantowy. Naukowcy użyli systemu dwóch kubitów: jeden utworzony przez spin elektronowy centrum defektowego, drugi przez jego spin jądrowy. Każdy typ bramki w tym dwukubitowym systemie działa z błędem poniżej 0,1 proc., a najlepsze bramki osiągają błędy na poziomie zaledwie 0,001 procent.
