Powstał obwód kwantowy w skali atomowej. To już nie teoria, a rzeczywistość

Naukowcy związani z Silicon Quantum Computing stworzyli układ kwantowy w skali atomowej. Zawiera on wszystkie elementy klasycznego układu komputerowego, lecz skala tego zjawiska jest nieporównywalna.

Członkowie zespołu przedstawili swoje dokonania na łamach Nature, opisując również potencjalne korzyści płynące z osiągniętego postępu. W dalszej konsekwencji w grę wchodzi bowiem łatwiejsze projektowanie komercyjnych komputerów kwantowych.

Czytaj też: Przełączniki molekularne mogą działać w temperaturze pokojowej? Nadchodzi przełomowa technologia

Efekt prac okazuje się naprawdę imponujący, ponieważ układ o miniaturowych rozmiarach jest w stanie wykonywać zadania, z którymi mają problemy klasyczne, znacznie większe komputery. Pokazuje to, że nawet zaawansowane komponenty można zamknąć w stosunkowo niewielkich urządzeniach. Założycielka Silicon Quantum Computing, Michelle Simmons, określa dokonania zespołu mianem wielkiego przełomu.

Dzisiejsze klasyczne komputery mają trudności z symulowaniem nawet stosunkowo małych cząsteczek ze względu na dużą liczbę możliwych oddziaływań między atomami. Opracowanie przez SQC technologii obwodów w skali atomowej pozwoli firmie i jej klientom na konstruowanie modeli kwantowych dla szeregu nowych materiałów, zarówno farmaceutyków, materiałów do tworzenia akumulatorów, jak i katalizatorów. Już niedługo będziemy mogli zacząć produkować nowe materiały, które nigdy wcześniej nie istniały.wyjaśnia Simmons

Obwód kwantowy zaprojektowany przez naukowców ma miniaturowe rozmiary i ogromne możliwości

Kluczem do sukcesu okazały się tzw. kropki kwantowe, czyli miniaturowych rozmiarów półprzewodniki wykonane z krzemu. Mają one wielkość liczoną w nanometrach i umożliwiają przetwarzanie informacji. Oczywiście stworzenie tych struktur w tak małej skali stanowiło ogromne wyzwanie. Najpierw naukowcy ustawili owe kropki w taki sposób, aby przekazywały między sobą informacje. Każda musi być przy tym programowalna na różnych poziomach energetycznych, jednocześnie funkcjonując w formie większej struktury złożonej z wielu kropek.

Czytaj też: Fizycy w końcu odkryli tetraneutrony? Niejednoznaczne wyniki badań

Kropki nie mogą też znajdować się zbyt blisko siebie, aby zachować ich niezależność. Powstały w ten sposób obwód został poddany zadaniu polegającemu na modelowaniu stanów kwantowych związku organicznego zwanego poliacetylenem. Procesor z łatwością wykonał tę czynność, która tradycyjnym komputerom zajęłaby znacznie więcej czasu. Dalsze plany zakładają rozbudowę urządzenia, które pewnego dnia mogłoby się stać w pełni funkcjonalnym komputerem kwantowym.