Jak wyjaśnia Stephan Philips z Uniwersytetu Technologicznego w Delft, obliczenia kwantowe borykają się z co najmniej dwoma problemami. Po pierwsze konieczne jest opracowanie kubitów, które są wystarczająco dobrej jakości oraz architektury umożliwiającej tworzenie układów złożonych z wielu kubitów. Dzięki wysiłkom jego zespołu, które opisano na łamach Nature, udało się stawić czoła obu tym trudnościom.
Czytaj też: Procesory kwantowe ulepszone ponad 100 razy. Australijczycy wyznaczają nowe standardy
Kubity, zwane również bitami kwantowymi, mogą przechowywać znacznie więcej informacji niż klasyczne bity, ponieważ mogą przyjmować wartość nie tylko 0 i 1, ale również obie jednocześnie. Składają się przy tym z pojedynczych elektronów ustawionych w rzędzie, oddalonych od siebie o 90 nanometrów. Całość jest natomiast umieszczona w krzemie na zasadzie podobnej jak w przypadku tranzystorów używanych w produkcji procesorów. Można to zobaczyć na powyższej ilustracji.
Rekordowa liczba kontrolowanych kubitów w procesorze opartym na krzemie wynosi 6
Członkowie zespołu byli w stanie nie tylko kontrolować spin, ale również stworzyć bramki logiczne i splątać układy dwóch lub trzech elektronów z wysoką wydajnością. Do osiągnięcia tych celów użyte zostały promieniowanie mikrofalowe, pola magnetyczne i potencjały elektryczne. Najistotniejszy jest rzecz jasna fakt, iż naukowcy dokonali wszystkiego na rekordowo dużej liczbie kubitów.
Czytaj też: Światłowody zamiast przewodów elektrycznych. Opracowano innowacyjny sposób łączenia matryc krzemowych
Jak do tej pory wykorzystywano bowiem maksymalnie 3-kubitowe procesy oparte na krzemie. Teraz liczba ta wzrosła dwukrotnie. Jeśli chodzi o krzem, to on ma co najmniej jedną bardzo istotną zaletę: łańcuchy produkcji i dostaw są już gotowe, dzięki czemu wprowadzenie tego typu rozwiązań do masowego użytku nie powinno być trudne. W międzyczasie naukowcy postarają się pobić kolejne rekordy. Mateusz Madzik, również zaangażowany w badania, podkreśla, iż zwiększenie liczby wykorzystanych kubitów będzie możliwe – i to przy zachowaniu dotychczasowej precyzji.