ความประทับใจของศิลปินต่อระบบทำความเย็นโดยมีคิวบิตระบายความร้อนอยู่ตรงกลาง
เครดิตรูปภาพ: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Chalmers/Boid AB/NIST
เป็นการก้าวกระโดดครั้งใหญ่ครั้งต่อไปในการคำนวณ โดยนำคุณสมบัติพิเศษของกลศาสตร์ควอนตัมมาสู่การทำงานของคอมพิวเตอร์ พวกมันทำงานบนคิวบิต ซึ่งเป็นบิตควอนตัม ซึ่งสามารถใช้ในการคำนวณได้เร็วกว่าบิตคอมพิวเตอร์ทั่วไปมาก มีอุปสรรคมากมายที่ต้องเอาชนะ และหนึ่งในนั้นคือต้องแน่ใจว่าคิวบิตไม่สะสมข้อผิดพลาด
คิวบิตไวต่อความร้อนและรังสีเป็นพิเศษ ดังนั้นการตั้งค่าที่เหมาะสมที่สุดจึงสามารถรีเซ็ตคิวบิตได้หลังการคำนวณ วิธีหนึ่งคือการทำให้พวกมันเย็นลงเหลือเพียงเสี้ยวหนึ่งขององศาเหนือศูนย์สัมบูรณ์และคงพวกมันไว้ตรงนั้น เทคนิคที่ล้ำสมัยส่วนใหญ่สามารถทำให้คิวบิตอยู่ที่ 40 ถึง 49 มิลลิเคลวิน ซึ่งอยู่เหนือศูนย์สัมบูรณ์เพียงไม่กี่ร้อยส่วน
งานที่นำเสนอในรายงานฉบับใหม่ได้ก้าวไปไกลยิ่งขึ้น ของพวกเขาถูกสร้างขึ้นโดยใช้วงจรตัวนำยิ่งยวดและสามารถทำให้ควิบิตเย็นลงได้ถึง 22 มิลลิเคลวิน ซึ่งช่วยลดโอกาสที่จะเกิดข้อผิดพลาดตั้งแต่เริ่มต้นได้อย่างมาก
“ในคอมพิวเตอร์ควอนตัม ข้อผิดพลาดเบื้องต้นอาจรวมกันเป็นการคำนวณ” Mohammed Ali Aamir ผู้เขียนคนแรกจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Chalmers กล่าวในคำแถลง- “ยิ่งคุณสามารถกำจัดพวกมันได้มากตั้งแต่เริ่มแรก คุณก็จะยิ่งประหยัดความพยายามมากขึ้นในภายหลัง”
การระบายความร้อนอย่างมากที่ส่งไปยังคิวบิตนั้นเหมือนกับการเช็ดไวท์บอร์ดให้สะอาด เพื่อให้สามารถใช้คิวบิตได้อีกครั้งโดยไม่ต้องกังวลกับข้อผิดพลาด
“ถ้าคุณไม่ทำให้ควิบิตเย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่ต่ำขนาดนั้น คุณจะไม่สามารถลบกระดานได้อย่างทั่วถึง” Nicole Yunger Halpern นักฟิสิกส์จาก NIST และศูนย์ร่วมด้านข้อมูลควอนตัมและคอมพิวเตอร์ของมหาวิทยาลัยแมรีแลนด์อธิบาย ศาสตร์.
“เราคิดว่าแนวทางนี้จะปูทางไปสู่การประมวลผลควอนตัมที่เชื่อถือได้มากขึ้น” อาลีกล่าว “ปัจจุบันการจัดการข้อผิดพลาดในคอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นเรื่องยาก การเริ่มต้นใกล้กับสถานะภาคพื้นดินมากขึ้นจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดน้อยลงซึ่งคุณจะต้องแก้ไขในบรรทัด และลดข้อผิดพลาดก่อนที่จะเกิดขึ้น”
ตู้เย็นควอนตัมยังใช้คิวบิต โดยตัวหนึ่งเชื่อมต่อกับส่วนที่ร้อนกว่าของระบบและเป็นแหล่งจ่ายไฟ และอีกตัวคือตัวระบายความร้อน ซึ่งความร้อนของคิวบิตการคำนวณจริงจะไปในกระบวนการทำความเย็น แนวทางนี้ทำงานโดยอัตโนมัติ และนี่คือสาเหตุที่ทีมงานรู้สึกตื่นเต้นที่ได้พัฒนาแนวทางดังกล่าว
“เทคนิคในบทความนี้อาจเป็นประโยชน์ต่อคอมพิวเตอร์ควอนตัม” Yunger Halpern กล่าวเสริม “มันสามารถแก้ไขปัญหาประการหนึ่งในการออกแบบคอมพิวเตอร์ควอนตัม และยังแสดงให้เห็นว่าเราสามารถดูดความร้อนจากตู้เย็นส่วนหนึ่งของคอมพิวเตอร์และแปลงความร้อนให้เป็นงานได้ มันสามารถแนะนำความสามารถทางเทคโนโลยีที่เรายังไม่เคยคิดมาก่อน”
บทความอภิปรายผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสารฟิสิกส์ธรรมชาติ-
