Najnowsze badania opublikowane w czasopiśmie Physical Review B wskazują na istnienie nowego rodzaju kwazicząstki. Może ona nas przybliżyć do opracowania metamateriałów potrzebnych do uruchomienia komputerów kwantowych. Jest zbyt wcześnie na wieszczenie przełomu w fizyce, ale uczeni z optymizmem wypatrują przyszłości.
Kubity nadprzewodzące
Eksperci sią zgodni, że budowa komputerów kwantowych będzie wymagać zastosowania materiałów, które nie występują w naturze. Mowa o tzw. kubitach nadprzewodzących.
Tradycyjne komputery przetwarzają informację z wykorzystaniem bitów zawierających wartość 0 lub 1. Kubity z kolei mogą przechowywać wartości 0, 1 lub obie jednocześnie. Dzięki tej właściwości, kubity mogą w tym samym czasie przechowywać i przetwarzać dane. Jest to podstawą działania komputerów kwantowych, które mogą wykonywać zadania w sposób równoległy, znacznie szybciej i wydajniej niż tradycyjne maszyny.
Obecne technologie kwantowe są w dużym stopniu dotknięte tzw. dekoherencją, która skraca czas życia kubitów, prowadząc do błędów obliczeniowych. Problematyczne są też duże tablice kubitów, które są trudne do kontrolowania. Naukowcy stworzyli symulatory metamateriałów kwantowych, które mogą rozwiązać oba te problemy. Zostały one zaprojektowane i zbudowane przez naukowców wywodzących się z NUST MISIS, Rosyjskiego Centrum Kwantowego, Moskiewskiego Państwowego Uniwersytetu Technicznego im. Baumana, Uniwersytetu ITMO, Instytutu Badań Automatyki im. Dukhova (VNIIA) oraz Instytutu Ioffe.
Coraz bliżej komputerów kwantowych
Nadprzewodzące tablice kubitów są opisywane przez model Bosego-Hubbarda, który przedstawia związane pary bozonów. I właśnie wśród nich pojawiła się nowa kwazicząstka zwana wzbudzeniem topologicznym typu dublon, który może powstać wśród łańcuchów kubitowych.
We wpisie na blogu na oficjalnej stronie rosyjskiego Narodowego Uniwersytetu Nauki i Technologii (NUST) czytamy:
Topologiczna fizyka dublonów została szeroko zbadana w serii ostatnich prac teoretycznych. Jednak wciąż brakuje eksperymentalnego badania topologicznych właściwości związanych par fotonów.
Nowe odkrycia mogą nas przybliżyć do opracowania wydajnych i opłacalnych technologii obliczeń kwantowych. Warto wspomnieć, że najszybszy komputer kwantowy świata jest tworzony wspólnie przez IBM i Google.
