Jak wyjaśniają, udało im się osiągnąć współczynników błędów niższy od 0,1%, co stanowi milowy krok w kierunku stosowania technologii kwantowych w codziennym życiu. Inżynierowie związani z Fujitsu i Element Six piszą o swoich dokonaniach w tej sprawie na łamach Physical Review Applied.
Czytaj też: Dziwne metale podważają wieloletnią teorię nt. przewodnictwa. To zjawisko zszokowało fizyków
Skąd się biorą tak ogromne nadzieje pokładane w komputerach kwantowych? Wszystko ze względu na fakt, że wykorzystują zjawisko superpozycji oraz splątania kwantowego. Dzięki temu ich możliwości obliczeniowe są nieporównywalnie większe niż w przypadku klasycznych komputerów. W grę wchodzi gigantyczny postęp dotyczący projektowania leków, materiałów, rozwiązywania największych matematycznych zagadek czy też udzielania odpowiedzi na pytania dotyczące wszechświata.
Zanim jednak świat nauki będzie mógł przejść do korzystania z owoców rozwoju komputerów kwantowych, trzeba uporać się z obecnymi ograniczeniami. Wchodzące w skład takich urządzeń bramki kwantowe muszą być wysoce precyzyjne, a dopuszczalny próg błędów wynosi od 0,1 do 1%. Autorom ostatnich badań w tej sprawie udało się dokonać wielkich postępów i sugerują, że zredukowali wskaźnik błędów do wartości niższej od 0,1%.
Technologia kwantowa opracowana przez inżynierów z QuTech pozwala wykonywać zaawansowane obliczenia z zachowaniem wskaźnika błędów niższego od 0,1%
Członkowie zespołu badawczego wykorzystali kubity diamentowe złożone ze spinów elektronowych i jądrowych związanych z defektami atomowymi. W takich strukturach dochodzi do zamiany polegającej na przykład na wymianie atomu azotu za pośrednictwem atomu węgla w diamencie. I choć sprawdzały się one bardzo dobrze pod wieloma względami, to tworzenie bramek kwantowych cechujących się odpowiednio niskim wskaźnikiem błędów stanowiło wielkie wyzwanie.
Naukowcy stojący za ostatnimi postępami wykorzystali diamentowy układ kwantowy, w którym dwa kubity osiągnęły wskaźnik błędów poniżej 0,1%. Wśród czynników, które przesądziły o końcowym sukcesie sami zainteresowani wymieniające wykorzystanie ultraczystych diamentów o niższym stężeniu izotopów węgla-13, a także zaprojektowanie bramek oddzielających spinowe kubity oraz szum występujący w otoczeniu.
Czytaj też: Chiny zaskakują świat. Patrzysz i nie wiesz, czy tego nagrania nie zrobiła sztuczna inteligencja
Dodatkowo naukowcy skorzystali z metody określanej mianem tomografii zestawu bramek, dzięki czemu uzyskali pełny opis kwantowy tych struktur. Kiedy przyszła pora na ostateczny test, inżynierowie przeprowadzili 800 operacji, które cechowały się wyjątkowo wysokim stopniem precyzji. I choć osiągnięte wyniki napawają optymizmem, to należy pamiętać, że chodzi o układ złożony z zaledwie dwóch kubitów, narażony na konkretny rodzaj defektów. Wyzwaniem będzie teraz przygotowanie się na większy zakres problemów oraz zwiększenie liczby stosowanych kubitów, czyli bitów kwantowych.