Te oferują imponującą wydajność, dzięki której mogłyby zrewolucjonizować podejście do wykonywania zaawansowanych obliczeń. Ale żeby tak się stało, inżynierowie rozwijający tego typu projekty muszą uporać się z podstawowymi ograniczeniami. Pomóc mają ostatnie dokonania, za sprawą których możliwe stało się przechodzenie między poziomami energii w układach kwantowych w unikalny sposób.
Czytaj też: Superkomputery bledną. Microsoft stworzył pierwszy prawdziwie skalowalny komputer kwantowy
Jak piszą w artykule zamieszczonym w Physical Review Letters, członkowie zespołu badawczego skorzystali obwodu nadprzewodzącego, aby wykazać skuteczność metody omijania pośredniego stanu energetycznego bez bezpośredniej interakcji z nim. Historia badań z tym związanych sięga 1932 roku i dokonań, za którymi stali Lev Landau, Clarence Zener, Ernst Stückelberg i Ettore Majorana. Wiele lat później zapoczątkowane przez nich działania mogą zaowocować pojawieniem się jeszcze wydajniejszych niż obecnie komputerów kwantowych.
Wspomniani fizycy jeszcze przed rozpoczęciem drugiej wojny światowej zaproponowali wzór matematyczny służący do obliczania prawdopodobieństwa przejść między dwoma stanami energii w układzie z energią zależną od czasu. Fińscy badacze postanowili go wykorzystać do oceny tego, czy podobne przejścia mogą zachodzić w układach z więcej niż dwoma poziomami energii. Zorganizowane eksperymenty wykazały, że możliwe są kontrolowane skoki stanu nawet w układach pozbawionych możliwości bezpośredniej modyfikacji energii.
Możliwość przechodzenia między stanami energetycznymi, którą naukowcy postanowili wykorzystać na potrzeby rozwoju komputerów kwantowych, była obiektem badań już przed drugą wojną światową
Jako że opisywane rozwiązanie zostało wdrożone w obwodzie nadprzewodzącym na wzór tych stosowanych w komputerach kwantowych, to daje to nadzieję na skorzystanie z poczynionych postępów w praktyce. W toku prowadzonych eksperymentów ich autorzy doprowadzili do przejścia z podstawowego poziomu energetycznego do tzw. drugiego poziomu wzbudzonego. Stało się tak nawet pomimo braku bezpośredniego sprzężenia między tymi poziomami.
Czytaj też: Kwantowy fenomen w temperaturze pokojowej. Wielki sukces fizyków stał się faktem
W takich okolicznościach powstał wytrzymały i wydajny protokół nadający się do stosowania w komputerach kwantowych. Te urządzenie zyskałyby w takich okolicznościach na wydajności. Sami zainteresowani mówią o możliwości wykorzystania tej nowej metody na potrzeby sterowania w wielopoziomowych architekturach komputerów kwantowych. W takich okolicznościach proponowane podejście byłoby zaskakująco precyzyjne i powinno przełożyć się na szereg realnych korzyści.