Kvantedatamaskiner representerer en løfterik teknologi, men er på mange måter fremdeles et perifert fenomen – mye på grunn av at maskinene krever ekstraordinære forhold for å fungere optimalt.
Derfor jobbes det iherdig med å gjøre teknologien mer stabil og mindre sårbar for feil og forstyrrelser, og på det feltet rapporterer det nå om et nytt gjennombrudd. Det skriver nettstedet Interesting Engineering.
Ny presisjonsrekord
Forskere ved det prestisjetunge teknologiuniversitetet MIT i USA har utviklet en innovativ teknikk som setter kvantedatamaskiner i stand til å utføre utregninger med langt høyere presisjon enn tidligere – noe som igjen gjør teknologien mye mer anvendelig.
Ved hjelp av en ny tilnærming til qubit-designet, altså informasjonsenhetene og «byggesteinene» til en kvantedatamaskin, klarte forskerne å oppnå en presisjon på hele 99,998 prosent for kvanteoperasjonene – noe som skal være ny rekord.
Den nye tilnærmingen gikk ut på å benytte en superledende qubit-variant kalt «fluxonium», som har vist seg å være en lovende kandidat til fremtidens kvantedatamaskiner ved at de byr på høy stabilitet og motstand mot støy.
Dette kommer blant annet av at fluxonium-qubiter kommer med en «superinduktor» som bidrar til å beskytte mot støy fra omgivelsene, og som har lengre såkalt «koherenstid» – som betyr at de kan bevare kvantetilstandene lengre.
Fluxonium-qubiter har imidlertid vist seg å være vanskelige å kontrollere ved raske operasjoner, men her utviklet forskerne et par nye teknikker for å overkomme problemet.
Bedre kontrollteknikker
Den ene teknikken gikk ut på å bruke mikrobølger som roterer på en bestemt måte for å kontrollere qubitene. Denne metoden reduserte et fenomen kalt «motroterende effekt», som er en type feil som kan oppstå i kvanteoperasjoner når man bruker raske elektromagnetiske pulser for å kontrollere qubits.
I kvantedatabehandling blir qubits kontrollert ved hjelp av elektromagnetiske bølger som får qubitene til å rotere mellom ulike tilstander. Når disse pulsene blir for raske, kan de forårsake motroterende effekter, som skjer når deler av systemet roterer i motsatt retning av det som var planlagt.
Den andre teknikken innebærer å bruke pulser som er nøyaktig synkronisert med qubitens naturlige svingninger. Ved å time pulsene på riktig måte, kan man gjøre motroterende feil forutsigbare og korrigerbare, noe som gjør at de kan håndteres automatisk.
Alle de tekniske detaljene rundt arbeidet kan man finne i selve forskningsdokumentet.
Kvanteteknologi er et felt som får stadig større anerkjennelse på grunn av potensialet som ligger i teknologien. Europa har allerede demonstrert store ambisjoner innen kvanteteknologi, og EU har blant annet satt som mål at Europa skal innta en ledende posisjon innen kvanteteknologi innen år 2030.
Microsoft melder om milepæl: Nå skal de bygge en kvante-superdatamaskin
