SAMSUNG_092021 Advertisement SAMSUNG_092021 Advertisement SAMSUNG_092021 Advertisement

Kvantový počítač v desktope? A dokonca aj bez kryochladenia

0

Austrálsko-nemecká spoločnosť vyvíja výkonné kvantové akcelerátory vo veľkosti grafických kariet. Pracujú pri izbovej teplote a vyrovnajú sa dnešným obrovským kvantovým superpočítačom s kryochladením. A čoskoro môžu byť dostatočne malé na to, aby sa zmestili do mobilných zariadení. Súčasné supravodivé kvantové počítače sú obrovské a veľmi náročné stroje. Musia byť izolované od všetkého, čo by mohlo vyradiť spin elektrónu a znemožniť výpočty. Vyžadujú mechanickú izoláciu v extrémnych vákuových komorách, kde môže zostať len niekoľko molekúl v kubickom metri priestoru.

Ďalej sú tu elektromagnetické sily – napríklad IBM obklopuje svoje vzácne kvantové bity čiže qubity tzv. mu kovmi (mu-metal – mäkká feromagnetická zliatina niklu a železa, ktorá sa používa na tienenie citlivých elektronických zariadení proti statickým alebo nízkofrekvenčným magnetickým poliam), aby absorbovali všetky magnetické polia. A potom je tu otázka teploty. Akýkoľvek atóm s teplotou nad absolútnou nulou je podľa definície v stave vibrácie a akákoľvek teplota vyššia ako 10 až 15 tisícin stupňa nad absolútnou nulou jednoducho rozkmitá qubity do takej miery, že nemôžu udržať „koherenciu“.

Preto sa väčšina najmodernejších kvantových počítačov musí kryogénne chladiť pomocou zložitého a drahého zariadenia. Austrálsky startup Quantum Brilliance však tvrdí, že vyvinul kvantový mikroprocesor, ktorý nič z toho nevyžaduje a pokojne funguje aj pri izbovej teplote. Momentálne má veľkosť stojanového počítača, ale čoskoro bude mať rozmery slušnej grafickej karty a onedlho bude dostatočne malý na to, aby sa zmestil do mobilných zariadení vedľa bežných procesorov.

Ak spoločnosť dokáže to, čo tvrdí, budete môcť integrovať výhody kvantových technológií do počítačov takmer akejkoľvek veľkosti a kvantové výpočty sa nebudú musieť vykonávať prostredníctvom rýchleho pripojenia k hlavnému počítaču alebo cloudu, budú sa realizovať priamo na mieste, kde sú potrebné. Startup bol založený v roku 2019 a vyvinul technológie na výrobu, škálovanie a kontrolu qubitov zabudovaných do syntetického diamantu.

Diamantové kvantové počítače pracujúce pri izbovej teplote pozostávajú zo sústavy procesorových uzlov. Každý procesorový uzol sa skladá z centra dusíkovej vakancie (defekt v diamantovej mriežke pozostávajúci zo substitučného atómu dusíka susediaceho s prázdnym miestom) a zhluku jadrových spinov, ktoré fungujú ako qubity počítača, zatiaľ čo centrá dusíkovej vakancie pracujú ako kvantové zbernice. Kvantový výpočet sa riadi prostredníctvom rádiofrekvenčných, mikrovlnných, optických a magnetických polí.

SME konferencia_092021

Kvantové qubity fungujúce pri izbovej teplote sú experimentálne známe už viac ako 20 rokov. Prínos spoločnosti Quantum Brilliance spočíva v tom, že prišla na to, ako tieto miniatúrne veci vyrobiť presne a replikovateľne, ako aj v miniaturizácii a integrácii riadiacich štruktúr, ktoré sú potrebné na vstup a výstup informácií z qubitov. To sú dve kľúčové oblasti, ktoré doteraz bránili rozšíreniu týchto zariadení nad rámec niekoľkých qubitov. Základná vlastnosť, ktorú startup využíva, je jadrový spin, a nie spin elektrónu.

Atómu totiž záleží na tepelných vibráciách oveľa menej ako napríklad elektrónu, preto takéto zariadenia možno prevádzkovať pri izbovej teplote. Spoločnosť už zostrojila niekoľko „kvantových vývojových súprav“ v stojanových jednotkách, z ktorých každá má približne 5 qubitov, s ktorými sa dá pracovať. V súčasnosti ich umiestňuje k zákazníkom na účely benchmarkingu. Približne v roku 2025 sa dostanú na trh v podobe produktu Quantum Accelerator s 50 qubitmi. Aký je ich výkon v porovnaní s tradičnými supravodivými kvantovými počítačmi? Supravodivé qubity zvyčajne udržia svoju koherenciu zhruba 100 až 150 mikrosekúnd.

V prípade diamantov s izbovou teplotou hovoríme o milisekundách, čo je tisíckrát dlhšie. To znamená, že možno urobiť oveľa viac výpočtov. Druhá otázka je chybovosť. Podľa predstaviteľov spoločnosti je chybovosť s dusíkovými vakančnými qubitmi „veľmi, veľmi dobrá“. Víziou Quantum Brilliance je urobiť z qubitov ľahko integrovateľný doplnkový komponent do každého počítača. Niečo na spôsob dnešných špičkových grafických kariet, vyrábaných v masových množstvách, aby fungovali v širokej škále systémov pri nízkych nákladoch na jednotku.

Zdroj: newatlas.com.

Zobrazit Galériu

Redakcia

Všetky autorove články

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať