Timanttipohjaiset kvanttibittiteknologiat ovat saavuttaneet merkittäviä edistysaskelia, ja uusimpien tutkimustulosten mukaan niillä on huomattavia etuja verrattuna perinteisempiin kvanttitietokoneisiin. SPINNING-projektissa kehitetty spiniin ja timantin värikeskuksiin perustuva kvanttibitti on osoittautunut huomattavasti vakaammaksi ja vähemmän virheherkäksi kuin nykyiset suprajohtaviin Josephson-liitoksiin perustuvat ratkaisut.
Timanttipohjaiset kvanttibittien (qubit) teknologiat hyödyntävät timanttikiteeseen muodostettuja värikeskuksia, kuten typpi-vakanssikeskuksia (NV-keskuksia) ja muita vastaavia rakenteita, joissa elektroni vangitaan timantin atomirakenteessa olevaan vika-alueeseen. Näiden kvanttibittien erityinen etu on niiden kyky säilyttää kvanttitilansa paljon pidempään kuin esimerkiksi suprajohtaviin teknologioihin perustuvat kvanttibittit. Suprajohtavien kvanttibittien koherenssiaika mitataan mikrosekunneissa, kun taas timanttipohjaisten kvanttibittien koherenssiaika voi olla jopa millisekunteja, mikä tekee niistä huomattavasti vakaampia.
SPINNING-projektin puitteissa kvanttibittien vakaus on mahdollistanut myös pidemmän kietoutumisen, mikä on merkittävä edistysaskel kvanttitietokoneiden kehityksessä. Tutkijat onnistuivat osoittamaan kietoutumisen kahden kuuden kvanttibitin rekisterin välillä peräti 20 metrin etäisyydellä, mikä on huomattavasti enemmän kuin monilla muilla kvanttiteknologioilla, joissa kietoutumisetäisyydet rajoittuvat usein millimetrien luokkaan. Tämä pitkän matkan kietoutuminen avaa uusia mahdollisuuksia skaalata kvanttitietokoneita suurempiin ja tehokkaampiin kokonaisuuksiin.
Timanttipohjaisen kvanttibitin pidempi koherenssiaika ja vakaus ovat tärkeitä edellytyksiä kvanttitietokoneiden kehitykselle, sillä vakaammat kvanttibittit mahdollistavat enemmän kvanttioperaatioita ennen virheiden syntymistä. Tämä vähentää merkittävästi virheenkorjauksen tarvetta ja parantaa kvanttitietokoneen suorituskykyä. Timanttipohjaisten kvanttibittien myötä kvanttitietokoneet voivat olla entistä luotettavampia ja käytännöllisempiä monenlaisissa sovelluksissa, kuten tekoälyn ja monimutkaisten optimointiongelmien ratkaisemisessa.
Vakauden aikaerot eri kvanttibittiteknologioiden välillä ovat merkittäviä. Suprajohtaviin Josephson-liitoksiin perustuvien kvanttibittien koherenssiaika on yleensä vain kymmeniä tai satoja mikrosekunteja, kun taas timanttipohjaiset kvanttibittit voivat saavuttaa jopa millisekuntien koherenssiajan. Tämä tarkoittaa, että timanttipohjaiset kvanttibittit pystyvät säilyttämään kvanttitilansa tuhatkertaisesti pidempään, mikä on merkittävä etu kvanttitietokoneiden luotettavuuden ja suorituskyvyn kannalta. Pidempi koherenssiaika mahdollistaa myös monimutkaisempien laskutoimitusten suorittamisen ja vähentää tarvetta jatkuvalle virheenkorjaukselle.
SPINNING-projektin tavoitteena on kehittää kvanttitietokone, joka hyödyntää timantin erinomaisia materiaaliominaisuuksia ja tarjoaa kilpailukykyisen vaihtoehdon nykyisille kvanttiteknologioille. Alustavat tulokset viittaavat siihen, että timanttipohjaiset kvanttibittit voisivat olla keskeisessä roolissa tulevaisuuden kvanttiteknologioiden kehityksessä ja laajamittaisessa käyttöönotossa.
SPINNING-hankkeessa on mukana 28 kumppania, joita koordinoi Fraunhofer-instituutin sovelletun fysiikan tutkimuslaitos IAF. Konsortioon kuuluu tutkijoita, yrityksiä ja teknologia-alan asiantuntijoita, jotka työskentelevät yhdessä kehittääkseen skaalautuvan ja tehokkaan kvanttitietokoneen.
Kun suurteholaskennan (HPC) työkuormat monimutkaistuvat, generatiivinen tekoäly sulautuu yhä tiiviimmin moderneihin järjestelmiin ja lisää kehittyneiden muistiratkaisujen tarvetta. Vastatakseen näihin muuttuviin vaatimuksiin ala kehittää uuden sukupolven muistiarkkitehtuureja, jotka maksimoivat kaistanleveyden, minimoivat latenssin ja parantavat energiatehokkuutta.
