Kvantarvuti võtab kuju: Yale’i Ülikoolis tehti kvantbittide oleku määramises edusammud

Yale’i Ülikooli teadlased on astunud olulise sammu lähemale tervikliku kvantarvuti loomisele. Kvantarvutite tehnoloogia üks suuremaid lubadusi on tänapäevaste arvutitega võrreldes oluliselt kiirem arvutusvõimsus.

Sel kuul teadusajakirjas Nature avaldatud artiklis demonstreerisid Yale’i Ülikooli teadlased kvantbiti oleku määramatuse tuvastamise ning parandamise meetodit, mis kompenseerib kvantbittide häiritusaldist olekut. Arvutusprotsessi jooksul in situ vigade parandamise tehnoloogia arendamine on oluline samm töötavate kvantarvutite ehitamises.

„Vigade parandamiseta ei saavutaks kvantarvuti lubatud eksponentsiaalset kiirusehüpet. Väikesed vead summeeruksid ja põhjustaksid arvutuste kokkujooksmise,“ ütleb artikli üks autoreid, Yale’i doktorant Matthew Reed.

Kvantarvutid kasutavad informatsiooni töötlemiseks kvantbitte ehk kvibiteid. Kvibitid võivad esineda mitmel kujul, näiteks potentsiaali lõksustunud ioonide või molekulidena. Yale’i teadlased valmistasid oma kvibitid ülijuhtivate lülituste abil „kunstlikest“ aatomitest. Iga kvibit peab olema suuteline kolmeks operatsiooniks, sisse- või väljalülituseks ning nende superpositsiooniks, mis on mõlema oleku segaolek. Selleks, et kvantarvuti korralikult töötaks, tuleb kvantbiti olek korrektselt tuvastada. Kvibitid on aga altid olekumuutustele ehk vigadele, mis on tuvastamisprotsessi olulised segajad.

Yale’i teadlaste demonstreeritud veaparandus arvutikiibisarnanes ülijuhtivas tahkis-loogikalülituses on esimene omalaadne protseduur. Meetod seisneb kvibiti algoleku ning võimalike muutuste tuvastamises ning vajadusel oleku varieerimises.

„Meie tulemuse kombinatsioon teiste laborite töödega kvibitide koherentsuse parendamise osas näitab, et ülijuhtivad loogikalülitused võivad saada kvantarvuti piltlikuks alusmüüriks,“ lisas töörühma juht Robert Schoelkopf.

Yale’i teadlased, sealhulgas käesoleva artikli autorid, arendasid varem välja maailma esimese tahkis- tavapärasele arvutiprotsessorile  sarnaneva kvantarvuti protsessori.

Allikas: Yale’i Ülikool