"מקרר קוונטים" הוא דרך חדשה לגמרי לאיפוס מחשבי קוונטים

הם הקפיצה הגדולה הבאה בתחום המחשוב, ומביאה את התכונות המיוחדות של מכניקת הקוונטים לפעולות של מחשבים. הם פועלים על קיוביטים - ביטים קוונטיים - שניתן להשתמש בהם כדי לבצע חישובים הרבה יותר מהר מביטים של מחשב רגילים. אבל יש מכשולים שצריך להתגבר עליהם, ואחד מהם הוא לוודא שהקיוביטים לא צוברים שגיאות.

קוויביטים רגישים במיוחד לחום וקרינה, כך שההגדרה האידיאלית תוכל לאפס את הקיוביטים לאחר חישוב. גישה אחת היא לקרר אותם רק לשבריר מעלה מעל האפס המוחלט ולשמור אותם שם. רוב הטכניקות החדישות יכולות להביא קיוביטים ל-40 עד 49 מילי-קלווין, כמה מאיות מעלה מעל האפס המוחלט.

העבודה שהוצגה במאמר חדש התקדמה עוד יותר. שֶׁלָהֶםנוצר באמצעות מעגלים מוליכים ויכול לקרר קיוביט ל-22 מילי-קלווין, מה שמפחית באופן מסיבי את הסיכוי לשגיאות מההתחלה.

"במחשב קוונטי, שגיאות ראשוניות עלולות להתפתח ככל שהחישוב מתקדם", אמר המחבר הראשון מוחמד עלי עמיר, מאוניברסיטת צ'אלמרס לטכנולוגיה.הַצהָרָה. "ככל שתוכל להיפטר מהם בהתחלה, כך תחסוך יותר מאמץ מאוחר יותר."

הקירור הדרמטי המועבר לקיוביטים הוא כמו ניגוב לוח לבן, כך שניתן יהיה להשתמש בקיוביטים מחדש, ללא דאגה לשגיאות.

"אם לא תקררו את הקיוביט לטמפרטורה הנמוכה הזו, לא הייתם מסוגלים למחוק את הלוח בצורה יסודית כל כך", הסבירה ניקול יונגר הלפרן, פיזיקאית ב-NIST והמרכז המשותף למידע קוונטי ומחשב של אוניברסיטת מרילנד. מַדָע.

"אנחנו חושבים שגישה זו תסלול את הדרך למחשוב קוונטי אמין יותר", אמר עלי. "קשה לנהל שגיאות במחשבים קוונטיים כרגע. התחלה קרובה יותר למצב הקרקע תהווה פחות שגיאות שתצטרך לתקן בהמשך, ותצמצם שגיאות לפני שהן מתרחשות."

המקרר הקוונטי משתמש גם בקיוביטים, כזה שמחובר לחלק חם יותר של המערכת ומהווה ספק הכוח, ואחר שהוא גוף קירור, אליו ילך החום של הקיוביט החישובי בפועל בתהליך הקירור. הגישה פועלת באופן אוטונומי וזו הסיבה שהצוות נרגש שפיתח גישה כזו.

"הטכניקה במאמר זה יכולה להועיל למחשבים קוונטיים", הוסיף יונגר הלפרן. "זה יכול לטפל באחת הבעיות בתכנון מחשב קוונטי, וזה גם מראה שאנחנו יכולים לשאוב חום מחלק אחד של המקרר של המחשב ולהמיר את החום לעבודה. זה יכול להציג יכולות טכנולוגיות שעוד לא חשבנו עליהן”.

מאמר הדן בתוצאות מתפרסם בכתב העתפיזיקת הטבע.