Nový supravodivý qubit dokáže udržet kvantovou koherenci déle než jednu milisekundu – což je několikanásobně více než u dnešních standardních řešení
Vygenerováno v Nano Banana Pro
Konec jepičího života qubitů. Princeton výrazně natáhl délku jejich existenci
Výzkumníci z Princeton University oznámili výrazný posun ve vývoji kvantových počítačů. Jejich nový supravodivý qubit dokáže udržet kvantovou koherenci déle než jednu milisekundu – což je několikanásobně více než u dnešních standardních řešení. Výsledky popisuje studie publikovaná vědeckým týmem vedeným Andrewem Houckem.
Redaktor
Kvantové počítače slibují dramatické zrychlení výpočtů v oblastech, jako je vývoj léčiv, optimalizace dopravy nebo modelování materiálů. Jedním z největších problémů však zůstává stabilita základních výpočetních jednotek – takzvaných qubitů.
Ty jsou extrémně citlivé na okolní prostředí a jejich kvantový stav se velmi rychle rozpadá. V praxi tak často fungují jen po velmi krátkou dobu, což omezuje jejich využití v reálných výpočtech.
Výzkumný tým z Princeton University nyní přišel s řešením, které tuto hranici výrazně posouvá. Podle studie publikované na webu Nature dokázali vědci vytvořit supravodivý transmonový qubit, který si dokáže udržet kvantovou koherenci déle než jednu milisekundu.
To je zhruba třikrát více než u dosavadních rekordních laboratorních qubitů a přibližně patnáctkrát více než u běžných qubitů používaných v současných kvantových procesorech.
„Pokud bychom tyto nové komponenty vložili do nejlepších současných kvantových čipů, například do procesoru Willow společnosti Google, výkon by se mohl zlepšit přibližně tisíckrát,“ uvedl vedoucí výzkumu Andrew Houck z Princeton University.
Tantal místo safíru
Klíčem k průlomu byla změna materiálového složení čipu. Vědci použili tantalové struktury na podkladu z vysoce kvalitního křemíku. Dosavadní transmonové qubity přitom často využívaly safírový substrát.
Tantal je podle výzkumníků odolnější vůči ztrátám energie, které narušují kvantovou koherenci. Zároveň je křemík materiálem běžně používaným v polovodičovém průmyslu, což by mohlo usnadnit budoucí masovou výrobu kvantových čipů.
Výzkumníci zároveň postavili kompletní experimentální čip s novými qubity, aby ověřili jejich reálný výkon. Design přitom zůstává kompatibilní s architekturou, kterou dnes využívají technologičtí lídři v oboru, například Google nebo IBM.
To znamená, že novou technologii by bylo možné relativně snadno integrovat do stávajících kvantových procesorů.
Důležitý krok pro kvantové technologie
Transmonové qubity patří dnes mezi nejrozšířenější typy kvantových bitů. Fungují při extrémně nízkých teplotách a jejich výhodou je relativní stabilita i kompatibilita s výrobními procesy moderní elektroniky.
Zásadní problém ale vždy představovala právě krátká doba, po kterou si dokážou udržet kvantovou informaci.
Nový design z Princetonu by podle autorů studie mohl tuto bariéru výrazně posunout. A čím více qubitů kvantový procesor obsahuje, tím větší dopad může mít i jejich delší životnost.
Pokud se technologii podaří rozšířit do praktických systémů, může jít o jeden z klíčových kroků směrem k funkčním a škálovatelným kvantovým počítačům.
