Kvant Hesablama Texnologiyasının Çətinlikləri

Kvant hesablama, müasir kompüterlərin həll edə bilmədiyi mürəkkəb problemləri həll etmək potensialına malikdir. Lakin bu texnologiya hələ də inkişaf mərhələsindədir. Əsas maneələrdən biri qubitlərin qısa ömrüdür. Mövcud sistemlərdə qubitlər tez-tez öz məlumatlarını itirir və bu, mürəkkəb hesablamaların tamamlanmasına əngəl olur.

Princeton Universitetinin mühəndisləri, qubitlərin ömrünü üç dəfə artıran bir kvant çipi hazırlayaraq bu sahədə böyük bir irəliləyiş əldə ediblər. Bu nailiyyət, kvant prosessorlarının sabitliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırır və geniş miqyaslı kvant hesablama sistemlərinə doğru mühüm addım hesab olunur.

Rekord Qıran Kvant Çipi

Princeton mühəndislərinin yeni hazırladığı qubit, 1 millisekunddan çox müddət ərzində koherentliyini qoruyur. Bu, əvvəlki laboratoriya rekordlarından üç dəfə, kommersiya prosessorlarında standartdan isə təxminən 15 dəfə uzun müddətdir.

Yeni qubit dizaynını nümayiş etdirmək üçün mühəndislər tam funksional kvant çipi hazırlayıblar. Bu çip real əməliyyatları idarə edə bilir və sənaye miqyasında kvant hesablama sistemlərinin yaradılmasında mühüm bir maneəni aradan qaldırır.

Tantal və Silikon: Qubit Ömrünü Uzadan Materiallar

Qubit ömrünü artırmaq üçün Princeton mühəndisləri iki əsas material strategiyası tətbiq ediblər. İlk olaraq, onlar tantal adlı metaldan istifadə ediblər. Tantal, səthdəki enerji tutan qüsurlara daha az meylli olduğu üçün qubitlərin enerjini daha effektiv qorumasına kömək edir. Bu qüsurlar, xüsusilə alüminium kimi metallar üçün qubit xətalarının əsas səbəblərindən biridir.

İkinci böyük yenilik isə standart safir substratın yerinə yüksək təmizlikdə silikondan istifadə etmək olub. Silikon, müasir kompüterlərin əsasını təşkil edən materialdır və kvant çiplərinin sənaye miqyasında genişləndirilməsi üçün ideal seçimdir. Tantalı birbaşa silikon üzərinə yerləşdirmək isə materialların fərqli xüsusiyyətləri səbəbindən texniki çətinliklər yaratsa da, mühəndislər bu problemi həll edərək misilsiz bir performans əldə ediblər.

Transmon Qubit Texnologiyasında Böyük Tərəqqi

Yeni qubit dizaynı, Google və IBM kimi şirkətlər tərəfindən geniş istifadə olunan transmon arxitekturasına əsaslanır. Transmon qubitlər demək olar ki, mütləq sıfır temperaturda işləyir və xarici müdaxilələrə nisbətən daha davamlıdır. Lakin onların koherentlik müddətini artırmaq həmişə çətin olub.

Princeton mühəndisləri tantal və silikon birləşməsindən istifadə edərək transmon performansında son on ilin ən böyük irəliləyişinə nail olublar. Bu yanaşma yalnız qubit ömrünü uzatmır, həm də dizaynı daha böyük, sənaye miqyasında kvant çipləri üçün hazırlayır.

Yeni dizaynın üstünlükləri eksponent olaraq artır: Princeton dizaynından istifadə edən 1000 qubitlik bir prosessor, mövcud sistemlərdən təxminən bir milyard dəfə daha effektiv işləyə bilər.

Kvant Hesablama Texnologiyasının Gələcəyi

Bu nailiyyət təkcə laboratoriya rekordu ilə məhdudlaşmır. Princeton mühəndislərinin hazırladığı kvant çipi, kvant hesablama sahəsində iki əsas problemi həll edir: xətaların düzəldilməsi və genişlənmə. Daha uzun ömürlü qubitlər əməliyyat xətalarını azaldır və qubitlərin daha böyük bir şəbəkəsini yaratmağa imkan verir.

Bundan əlavə, silikondan substrat kimi istifadə edilməsi texnologiyanı sənaye səviyyəsində tətbiq etməyə imkan yaradır. Silikonun geniş yayılması və müasir elektronika istehsalı ilə uyğunluğu, laboratoriya prototipləri ilə kommersiya dəyəri olan kvant sistemləri arasında körpü yaradır.

Bu irəliləyişlər sayəsində kvant kompüterləri nəhayət, klassik maşınların həll edə bilmədiyi real problemləri həll etməyə daha yaxınlaşır. Kriptoqrafiya, dərman kəşfi, fizika və maliyyə sahəsindəki mürəkkəb simulyasiyalar kimi məsələlərdə kvant kompüterlərinin əhəmiyyəti artacaq.

Princeton mühəndislərinin hazırladığı kvant çipi, avadanlıq sahəsindəki irəliləyişlərin praktiki hesablama gücünə birbaşa təsir edə biləcəyini sübut edir və kvant hesablama sahəsini funksional, geniş miqyaslı sistemlərə bir addım daha yaxınlaşdırır.