Shkencëtarët bëjnë përparime drejt epërsisë kuantike
Një ekip kërkimor ruso-gjerman ka krijuar një sensor kuantik që lejon aksesin në matjen dhe manipulimin e defekteve individuale me dy nivele në kjubit (qubit). Studimi nga NUST MISIS, Qendra Kuantike Ruse dhe Instituti i Teknologjisë Karlsruhe, botuar në npj Quantum Information, mund të hapë rrugën për kompjuterizimin kuantik.
Në kompjuterizimin kuantik, informacioni është i koduar në kjubit. Kjubit (ose bit kuantik), analogu mekanik kuantik i një biti klasik, janë sisteme koherente me dy nivele. Një modalitet kryesor kjubit sot kjubit superpërcjellëse bazuar në pikën e bashkimit Josephson. Ky është lloji i kjubit që IBM dhe Google i përdorën në proçesorët e tyre kuantikë. Sidoqoftë, shkencëtarët janë ende në kërkim të një kjubit perfekt; ai që mund të matet dhe kontrollohet saktësisht, ndërsa mbetet i pandikuar nga mjedisi i tij.
Elementi kryesor i një kjubit superpërcjellës është pika e bashkimit Josephson superpërçues- izolator- superpërçues i shkallës nano. Josephson është një pikë bashkimi tunel i përbërë nga dy pjesë metali superpërcjellës të ndara nga një barrierë izoluese shumë e hollë. Izolatori më i përdorur zakonisht është oksidi i aluminit.
Teknikat moderne nuk lejojnë të ndërtohet një kjubit me 100% precizion, duke rezultuar në të ashtuquajturat defekte tuneluese me dy nivele që kufizojnë performancën e pajisjeve kuantike superpërcjellëse dhe shkaktojnë gabime llogaritëse. Këto defekte kontribuojnë në një jetë jashtëzakonisht të shkurtër të një kjubit, ose dekoherencë.
Defektet e tunelimit në oksidin e aluminit dhe në sipërfaqet e superpërçuesve janë një burim i rëndësishëm i luhatjeve dhe humbjeve të energjisë në kjubitët superpërcjellës, duke kufizuar përfundimisht kohën e funksionimit të kompjuterit. Sa më shumë defekte materiale të ndodhin, aq më shumë ato ndikojnë në performancën e kjubitit, duke shkaktuar më shumë gabime llogaritëse, vunë në dukje studiuesit. Sensori i ri kuantik jep qasje në matjen dhe manipulimin e defekteve individuale me dy nivele në sistemet kuantike.
Sipas Prof. Alexey Ustinov, Shefi i Laboratorit për Metamaterialet Superpërcjellëse në NUST MISIS dhe Shefi i Grupit në Russian Quantum Center, i cili është bashkëautor i studimit, sensori në vetvete është një kjubit superpërcjellës dhe lejon zbulimin dhe manipulimin e defekteve individuale. Teknikat tradicionale për studimin e strukturës materiale, të tilla si shpërndarja me rreze X me kënd të vogël (SAXS), nuk janë mjaft të ndjeshme për të dalluar defekte të vogla individuale, prandaj përdorimi i atyre teknikave nuk do të ndihmojë për të ndërtuar kjubitin më të
mirë. Studimi mund të hapë rrugë për spektroskopinë e materialit kuantik për të hetuar strukturën e defekteve të tunelit dhe për të zhvilluar dielektrikë me humbje të ulët që kërkohen urgjentisht për përparimin e kompjuterëve kuantikë superpërcjellës, besojnë studiuesit.
