Kvant kompüterlərində TARİXİ İNKİŞAF: Alimlər onu soyutmağın yolunu tapdılar

Kvant kompüterləri yalnız çox aşağı temperaturda saxlanıldıqda işləyir. Problem ondadır ki, bugünkü soyutma sistemləri, eyni zamanda, səs-küy yaradır və bu da qorunmalı olan kövrək kvant informasiyasına mane ola bilər.

Yenicag.az xəbər verir ki, İsveçdə Çalmers Texnologiya Universitetinin tədqiqatçıları indi bu çətinliyi üstünlüyə çevirən yeni tip minimal kvant “soyuducu” təqdim ediblər.

Qurğu səs-küyə qarşı mübarizə aparmaq əvəzinə, onun üzərində qismən işləyir. Nəticədə istilik və enerji axınının dəqiq idarəsi mümkün olur ki, bu da genişmiqyaslı kvant texnologiyasının reallaşmasına kömək edə bilər.

Kvant texnologiyasının cəmiyyətin əsas sahələrini dəyişdirəcəyi gözlənilir. Potensial tətbiqlərə dərman kəşfi, süni intellekt, logistikanın optimallaşdırılması və təhlükəsiz rabitə daxildir. Bu vədlərə baxmayaraq, real istifadəyə mane olan ciddi texniki baryerlər hələ də qalır. Ən çətin məsələlərdən biri bu sistemlərin işləməsini təmin edən incə kvant vəziyyətlərini qorumaq və idarə etməkdir.

Superkeçirici dövrələrlə qurulan kvant kompüterləri mütləq sıfıra (təxminən –273 °C) yaxın temperaturda soyudulmalıdır. Bu temperaturda materiallar superkeçirici olur və elektronlar müqavimətsiz hərəkət edə bilir. Yalnız bu ekstremal şəraitdə kvant informasiyasının əsas vahidi olan kubitlərdə sabit kvant vəziyyətləri formalaşa bilər.

Bu kvant vəziyyətləri son dərəcə həssasdır. Temperaturdakı kiçik dəyişikliklər, elektromaqnit müdaxiləsi və ya fon səs-küyü saxlanılan informasiyanı tez bir zamanda silə bilər. Bu həssaslıq kvant sistemlərini işlətməyi çətinləşdirir, genişləndirməyi isə daha da mürəkkəbləşdirir.

Tədqiqatçılar kvant kompüterlərini praktik problemləri həll edəcək qədər böyütməyə çalışdıqca, istilik və səs-küyün idarəsi daha da çətinləşir. Böyük və mürəkkəb sistemlər kövrək kvant vəziyyətlərini pozan arzuolunmaz enerji yayılması üçün daha çox imkan yaradır.

“Nature Communications” jurnalında dərc olunan araşdırmada Çalmers qrupu tamamilə fərqli kvant soyuducu növünü təsvir edir. Sistem səs-küyü aradan qaldırmağa çalışmaq əvəzinə, onu soyutmanın hərəkətverici qüvvəsi kimi istifadə edir.

Soyuducunun mərkəzində Çalmersin nanofabrikasiya laboratoriyasında yaradılmış superkeçirici süni molekul yerləşir. O, təbii molekul kimi davranır, lakin atomlar əvəzinə kiçik superkeçirici elektrik dövrələrindən ibarətdir.

Süni molekul bir neçə mikrodalğa kanalına qoşulub. Tədqiqatçılar dar tezlik diapazonunda təsadüfi siqnal dalğalanmaları şəklində diqqətlə idarə olunan mikrodalğa səs-küyü əlavə etməklə istilik və enerjinin sistemdə necə hərəkət etdiyini yüksək dəqiqliklə yönləndirə bilirlər.

Rezervuar temperaturlarını diqqətlə tənzimləməklə və ən kiçik istilik axınlarını izləməklə kvant soyuducu müxtəlif rejimlərdə işləyə bilər. Şərtlərdən asılı olaraq o, soyuducu kimi fəaliyyət göstərə, istilik mühərrikinə çevrilə və ya istilik daşınmasını gücləndirə bilər.

Bu idarəetmə səviyyəsi xüsusilə böyük kvant sistemlərində vacibdir, çünki kubitlərin işləməsi və ölçülməsi zamanı istilik lokal olaraq yaranır. İstiliyi birbaşa kvant dövrələrinin içində idarə etmək sabitliyi və performansı ənənəvi soyutma sistemlərinin edə bilmədiyi şəkildə yaxşılaşdıra bilər.