Ένα υπεραγώγιμο κβαντικό bit που διαρκεί τρεις φορές περισσότερο από τα καλύτερα qubits που υπάρχουν σήμερα δημιούργησαν μηχανικοί του Πανεπιστημίου Πρίνστον, κάνοντας ένα σημαντικό βήμα προς την κατεύθυνση των πρακτικών κβαντικών υπολογιστών.
«Η πραγματική πρόκληση, αυτό που μας εμποδίζει να έχουμε χρήσιμους κβαντικούς υπολογιστές σήμερα, είναι ότι κατασκευάζεις ένα κβαντικό bit και οι πληροφορίες δεν διαρκούν πολύ», σημειώνει ο Άντριου Χάουκ, κοσμήτορας της Σχολής Μηχανικών του Πρίνστον και συνεπικεφαλής ερευνητής της μελέτης. «Αυτό είναι το επόμενο μεγάλο βήμα προς τα εμπρός», προσθέτει.
Σε άρθρο που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature, η ομάδα του Πρίνστον περιγράφει ότι το νέο κβαντικό bit τους διαρκεί πάνω από ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου, δηλαδή τρεις φορές περισσότερο από το καλύτερο αποτέλεσμα που έχει καταγραφεί σε εργαστηριακές συνθήκες και σχεδόν 15 φορές περισσότερο από το βιομηχανικό πρότυπο για επεξεργαστές μεγάλης κλίμακας. Οι ερευνητές δημιούργησαν ένα πλήρως λειτουργικό κβαντικό τσιπ βασισμένο σε αυτό το κβαντικό bit για να επικυρώσουν την απόδοσή του, ξεπερνώντας ένα από τα βασικά εμπόδια για την αποτελεσματική διόρθωση σφαλμάτων και την κλιμάκωση των βιομηχανικών συστημάτων.
Ο σχεδιασμός του νέου κβαντικού bit είναι παρόμοιος με αυτά που ήδη χρησιμοποιούν εταιρείες, όπως η Google και η IBM, και σύμφωνα με τους ερευνητές μπορεί εύκολα να ενσωματωθεί στους υπάρχοντες επεξεργαστές. Ο Χάουκ επισημαίνει ότι η τοποθέτηση των εξαρτημάτων του Πρίνστον στον καλύτερο κβαντικό επεξεργαστή της Google, Willow, θα του επέτρεπε να λειτουργεί 1.000 φορές καλύτερα. Σημειώνεται ότι τα οφέλη του κβαντικού bit του Πρίνστον αυξάνονται εκθετικά όσο μεγαλώνει το σύστημα, γεγονός που σημαίνει ότι η προσθήκη περισσότερων κβαντικών bits θα ενισχύσει ακόμη περισσότερο την απόδοση.
Η Ναταλί Ντε Λεόν, συνδιευθύντρια της Quantum Initiative του Princeton και συνεπικεφαλής ερευνήτρια, τονίζει ότι το τσιπ όχι μόνο ξεπερνά σε απόδοση τα υπάρχοντα σχέδια αλλά είναι και ευκολότερο να παραχθεί μαζικά.
Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε, κυρίως, από το υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ, τα Εθνικά Κέντρα Έρευνας Κβαντικής Πληροφορικής και το Co-design Center for Quantum Advantage (C2QA), με μερική χρηματοδότηση από το «Google Quantum AI». Ο βραβευμένος με Νόμπελ Μισέλ Ντεβορέ, επικεφαλής επιστήμονας για το hardware στη «Google Quantum AI», δηλώνει ότι η πρόκληση της παράτασης του χρόνου ζωής των κυκλωμάτων κβαντικών υπολογιστών είχε γίνει «νεκροταφείο ιδεών» για πολλούς φυσικούς. «Η Ναταλί είχε το θάρρος να ακολουθήσει αυτήν τη στρατηγική και να την κάνει να λειτουργήσει», προσθέτει.