● news.bsdnet.hu

A kvantumszámítógépek világában nem elég gyorsabb chipeket gyártani: olyan környezetet is kell nekik teremteni, ahol szinte megszűnik körülöttük a világ. Az IBM New York állambeli kutatóközpontjában most egy olyan hűtőrendszert állítottak össze, amely 15 millikelvinre képes lehűlni. Ez mindössze 0,015 kelvin, vagyis nagyjából mínusz 273,135 Celsius-fok. Ennél hidegebb természetesen az űr sem nagyon tud lenni. A csillagoktól és bolygóktól távoli világűr ugyan kifejezetten fagyos, de a laboratóriumokban olyan szélsőséges hőmérsékleteket is előállítanak, amelyekhez odakint nemigen akad összehasonlítási alap. Az abszolút nulla, vagyis a 0 kelvin mínusz 273,15 Celsius-foknak felel meg. Ez az a fizikai határ, ahol az atomok rezgéséhez tartozó energia már a lehető legalacsonyabb lenne. A rekord ennél is közelebb került ehhez a ponthoz: egy brémai kutatócsoport 2018-ban 38 pikokelvint ért el, vagyis az abszolút nulla fölött mindössze 38 milliárdod fokot. Az IBM új rendszere ettől még milliószor melegebbnek számít, de a kvantumszámítógépek számára nem világrekordot kell dönteni, hanem stabil működési körülményeket biztosítani. Erre azért van szükség, mert a kvantumchipek rendkívül érzékenyek. A hagyományos számítógépek bitekkel dolgoznak, amelyek vagy nullát, vagy egyest jelentenek. A kvantumszámítógépek alapegységei, a qubitek viszont sokkal törékenyebb állapotban működnek, és a környezet legkisebb zaja, energiája vagy zavarása is hibát idézhet elő bennük. Minél összetettebb és nagyobb egy kvantumgép, annál nehezebb kézben tartani ezeket a hibákat. Az IBM ezért egy olyan, hibatűrő kvantumszámítógép megépítésén dolgozik, amely képes felismerni és kijavítani a működése során megjelenő tévedéseket. A vállalat tervei szerint 2029-re készülhet el az első ilyen rendszer. Ez lehet az a szint, ahol a kvantumszámítógépek már olyan feladatokkal is megbirkózhatnak, amelyek a jelenlegi legerősebb klasszikus szuperszámítógépeknek is túl nagy falatot jelentenének. Az új hűtőberendezés első két kriogén modulját már összekapcsolták. A rendszernek kevesebb mint öt nap kellett ahhoz, hogy elérje a 4 kelvines szintet, amely nagyjából a folyékony hélium hőmérséklete. Innen hűtötték tovább a berendezést a millikelvines tartományba, ahol már a kvantumchipek működéséhez szükséges, rendkívül csendes fizikai környezet jön létre. A konstrukció egyik fontos előnye, hogy bővíthető. Nem egyetlen, lezárt gépről van szó: a moduláris rendszerhez később újabb egységeket és több kvantumchipet lehet kapcsolni. Vagyis ha a technológia készen áll rá, a hűtőrendszerrel együtt maga a kvantumszámítógép is tovább nőhet. „A hibatűrő kvantumszámítógépek ipari alkalmazása több alapvető áttöréstől függ. E kriogén modulok sikeres összekapcsolása és működtetése jelentős előrelépést jelez ebben az irányban, és felgyorsítja a fejlődésünket a kvantumhardver, a szoftver és az algoritmusok folyamatos innovációjával együtt” – mondta Jay Gambetta, az IBM Research igazgatója és IBM Fellow. A kvantumszámítógépek körüli lelkesedés tehát továbbra is indokolt, csak érdemes hozzátenni, hogy a nagy ígéretből még nem lett hétköznapi technológia. A megoldandó problémák között ott vannak a hibák, a skálázhatóság és a hardver stabilitása is. Az IBM mostani lépése viszont azt mutatja, hogy a válasz egyik része egészen biztosan a hidegben keresendő. Nagyon-nagyon hidegben. (Forrás: IFL Science , fotó: IBM)