Køleskab til kvantecomputere opdaget

Det globale løb mod en fungerende kvantecomputer er i gang. Med fremtidige kvantecomputere, vi vil være i stand til at løse tidligere umulige problemer og udvikle, for eksempel, komplekse lægemidler, gødning, eller kunstig intelligens.

Forskningsresultaterne offentliggjort i dag i det videnskabelige tidsskrift, Naturkommunikation , foreslå, hvordan skadelige fejl i quantum computing kan fjernes. Dette er et nyt twist mod en fungerende kvantecomputer.

Selv en kvantecomputer har brug for køleribber

Hvordan kvantecomputere adskiller sig fra de computere, vi bruger, er, at i stedet for at beregne ved hjælp af normale bits, de bruger kvantebits, eller qubits. De bits, der knuses i din bærbare computer, er enten nuller eller dem, der henviser til, at en qubit kan eksistere samtidigt i begge stater. Denne alsidighed af qubits er nødvendig for komplekse computere, men det gør dem også følsomme over for eksterne forstyrrelser.

Ligesom almindelige processorer, en kvantecomputer har også brug for en kølemekanisme. I fremtiden, tusinder eller endda millioner af logiske qubits kan bruges samtidigt til beregning, og for at opnå det korrekte resultat, hver qubit skal nulstilles i begyndelsen af ​​beregningen. Hvis qubits er for varme, de kan ikke initialiseres, fordi de skifter for meget mellem forskellige tilstande. Dette er problemet, Mikko Möttönen og hans gruppe har udviklet en løsning på.

Et køleskab gør kvanteenheder mere pålidelige

Det nanoskala -køleskab, der er udviklet af forskergruppen ved Aalto -universitetet, løser en massiv udfordring:med dets hjælp, de fleste elektriske kvanteenheder kan initialiseres hurtigt. Enhederne bliver dermed mere kraftfulde og pålidelige.

"Jeg har arbejdet på denne gadget i fem år, og den virker endelig!" glæder sig over Kuan Yen Tan, der arbejder som postdoktor i Möttönens gruppe.

Tan afkølet en qubit-lignende superledende resonator ved hjælp af tunnelleringen af ​​enkelte elektroner gennem en to-nanometer tyk isolator. Han gav elektronerne lidt for lidt energi fra en ekstern spændingskilde, end hvad der er nødvendigt for direkte tunneling. Derfor, elektronen fanger den manglende energi, der kræves til tunneling fra den nærliggende kvanteenhed, og derfor mister enheden energi og afkøles. Køling kan slukkes ved at justere den eksterne spænding til nul. Derefter, selv den energi, der er tilgængelig fra kvanteindretningen, er ikke nok til at skubbe elektronen gennem isolatoren.

"Vores køleskab holder kvanta i orden, ”Mikko Möttönen opsummerer.

Næste, gruppen planlægger at afkøle faktiske kvantebits ud over resonatorer. Forskerne ønsker også at sænke minimumstemperaturen, der kan opnås med køleskabet, og gøre tænd/sluk -kontakten superhurtig.