Finowie wiedzą, jak chłodzić komputery kwantowe

| Technologia
Aalto University / Kuan Yen Tan

Komputery kwantowe, podobnie jak maszyny klasyczne, również potrzebują systemu chłodzenia. Maszyny kwantowe będą korzystały z tysięcy lub milionów kubitów, za pomocą których wykonywane będą obliczenia. By uzyskać prawidłowe wyniki na początku każdego cyklu obliczeniowego każdy z kubitów trzeba będzie zresetować. Jeśli zaś kubit będzie zbyt ciepły nie uda się go ponownie zainicjować, gdyż będzie przełączał się pomiędzy różnymi stanami.

Problem chłodzenia kubitów został właśnie rozwiązany przez Mikko Möttönena i jego zespół z fińskiego Aalto University. Dzięki temu możliwe będzie szybkie inicjalizowanie kwantowych urządzeń obliczeniowych. Pracowałem nad tym systemem od pięciu lat i w końcu zaczął działać – mówi Kuan Yen Tan, jeden ze współpracowników Möttönena. Uczeni schłodzili nadprzewodzący rezonator tunelując pojedyncze elektrony przez izolator o grubości dwóch nanometrów. Elektronom nadano nieco mniej energii niż energia potrzebna do samego tunelowania się. W takiej sytuacji elektron pobiera brakującą energię z otoczenia, czyli w tym przypadku, z rezonatora. Urządzenie kwantowe traci więc energię i ulega schłodzeniu. System chłodzenia można wyłączyć wyłączając dostawy energii z zewnętrznego źródła. Energia dostępna w samym urządzeniu jest niewystarczająca, by doszło do tunelowania.

W przyszłości naukowcy rozpoczną prace nad systemem chłodzącym nie tylko rezonator ale bezpośrednio same kubity. Chcą też obniżyć minimalną temperaturę chłodzenia oraz przyspieszyć pracę układu włączającego i wyłączającego system chłodzenia.

komputer kwantowy chłodzenie tunelowanie