იმისათვის, რათა კვანტურმა კომპიუტერებმა სრულ პოტენციალს მიაღწიონ, არის იმის გარკვევა, როგორ აიძულო მილიონობით კუბიტს ერთად მუშაობა — ეს გახლავთ კვანტური ეკვივალენტი კლასიკური ბიტებისა, რომლებიც ტრადიციულ კომპიუტერებში გამოიყენება.
გაერთიანებული სამეფოს სასექსის უნივერსიტეტის მეცნიერებმა შეძლეს, რომ კუბიტებმა პირდაპირ კვანტური კომპიუტერის ორ მიკროჩიპს შორის გაიარონ ისეთი სიჩქარით და სიზუსტით, რომელიც გაცილებით მაღალია, ვიდრე აქამდე მიღწეულა ამ ტექნოლოგიაში.
ეს იმას აჩვენებს, რომ კვანტური კომპიუტერები შეიძლება გაიზარდოს მიკროჩიპების ფიზიკურ ფარგლებს მიღმაც, რაც გადამწყვეტი ფაქტორია მაშინ, როდესაც პოტენციურად საქმე გვაქვს მილიონობით კუბიტთან იმავე მოწყობილობაში. სასექსის უნივერსიტეტის ბაზაზე არსებული სტარტაპი Universal Quantum-ი ამ ტექნოლოგიაზე მუშაობას გააგრძელებს.
„ჯგუფმა წარმოაჩინა იონების სწრაფი და თანმიმდევრული გადაცემა კვანტური მასალის არხების გამოყენებით. ეს ექსპერიმენტი ადასტურებს Universal Quantum-ის მიერ შექმნილ უნიკალურ არქიტექტურას, რითაც უზრუნველყოფს ამაღელვებელ გზას ნამდვილად ფართომასშტაბიანი კვანტური კომპიუტინგისკენ“, — ამბობს კვანტური მეცნიერი მარიამ ახტარი. სასექსის უნივერსიტეტში მუშაობისას, სწორედ ის ხელმძღვანელობდა კვლევებს პროტოტიპზე.
მონაცემთა გადაცემისთვის, მკვლევრებმა გამოიყენეს სპეციალური მეთოდი, რომელსაც ისინი UQConnect-ს უწოდებენ; კუბიტების ტრანსპორტირებისთვის იყენებს ელექტრული ველის კონფიგურაციას. ეს კი იმას ნიშნავს, რომ კვანტური კომპიუტერების შესაქმნელად შესაძლებელი უნდა იყოს მიკროჩიპების ერთმანეთთან ისე ჩალაგება, როგორც ფაზლის ნაჭრების.
მიუხედავად იმისა, რომ კუბიტების სტაბილურობის შენარჩუნება და გადაადგილება უკიდურესად რთულია, ჯგუფმა წარმატების 99.999993-პროცენტიან მაჩვენებელს მიაღწია, კავშირის მაჩვენებელმა კი წამში 2,424 არხი შეადგინა. არსებობს შესაძლებლობა, რომ ამ გზით ერთმანეთთან დაკავშირებული გვქონდეს ასობით ან ათასობით კვანტური კომპიუტინგის მიკროჩიპი, თანაც მონაცემთა მინიმალური დანაკარგით.
არსებობს მიკროჩიპების დამზადების ერთზე მეტი გზა: ამ შემთხვევაში, საუკეთესო სტაბილურობისა და საიმედოობისთვის, არქიტექტურა კუბიტებად იყენებს ჩაჭედილ ატომურ იონებს და ნახევარგამტარული შუქმგრძნობიარე მატრიცის ელექტრულ სქემას ელექტრომუხტების უმაღლესად გადასაცემად.
„რაც უფრო იზრდება კვანტური კომპიუტერები, თანდათან უფრო გვზღუდავს მიკროჩიპების ზომა, რაც ზღუდავს იმ კვანტური ბიტების რაოდენობას, რომლის დატევაც ამ ჩიპს შეუძლია. შედეგად, ვიცოდით, რომ მოდულარული მიდგომა გასაღები იყო იმისათვის, რათა კვანტური კომპიუტერები საკმარისად მძლავრი გამხდარიყო ამ ცვალებადი ინდუსტრიის პრობლემების გადასაჭრელად“, — ამბობს სასექსის უნივერსიტეტის კვანტური მეცნიერი ვინფრიდ ჰენსინგერი.
კვანტური კომპიუტერების მიზნებს შორის საბოლოოდ შეიძლება მოექცეს ახალი მასალების შექმნა, კვლევები მედიკამენტებზე, კიბერუსაფრთხოების გაუმჯობესება და კლიმატის ცვლილების მოდელები.
მიუხედავად იმისა, რომ კვანტური კომპიუტერები დღეს უკვე არსებობს, საკმაოდ შეზღუდულებია იმასთან შედარებით, რაც მომავალში შეიძლება გახდნენ — ამჟამად ისინი უფრო კვლევითი პროექტებია, ვიდრე მოწყობილობები, რომელთა პრაქტიკული გამოყენება და დაპროგრამება შესაძლებელი იქნებოდა.
ასეთ ინოვაციებს, რომლის შესახებაც თუნდაც ამ სტატიაში გიამბეთ, თანდათან მივყავართ კვანტური კომპიუტინგის პოტენციალის სრული რეალიზებისკენ; ამ გზის გადამწყვეტი ნაწილია მილიონობით კუბიტის გამოყენების გზების შექმნა.
კვლევა Nature Communications-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია sussex.ac.uk-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
