Yleiskäyttöisen kvanttitietokoneen kehittämiseksi yhtenä teknisenä ratkaisuna tutkitaan mahdollisuutta toteuttaa kvanttilaskenta optisessa piirissä, jossa kuljetetaan fotonisia kubitteja ja viedään ne sitten haluttuun kvanttimuistiin. Superpositiota voi pisimpään ylläpitää timanttivikaan syntyvä typpi-vakanssikeskus.
MIT:n, Harvardin yliopiston ja Sandia National Laboratoriesin yhteinen tutkijaryhmä raportoi uudesta tekniikasta luoda timantteihin kohdennettuja vikoja aiempia menetelmiä helpommin ja tarkemmin. Timanttivika tosin säteilee valoa suhteellisen laajalla spektrillä, mikä voi häiritä kvanttilaskennan tarkkuutta.
Uusi tutkimus tuo esiin pii-vakanssikeskuksia, jotka emittoivat valoa hyvin kapealla taajuuskaistalla. Ne eivät luonnostaan ylläpidä superposiotiota yhtä hyvin, mutta teorian mukaan niiden jäähdyttäminen millikelvinien lämpötiloihin voisi ratkaista tämän ongelman.
Myös Stanfordin sähkötekniikan professori Jelena Vuckovic tutkii kvanttilaskentaa, joka perustuu mieluummin valoon kuin sähköön. Vuckovic on keskittynyt kehittämään kvanttitietotekniikkaa, joka toimisi normaaleissa olosuhteissa eikä kaipaisi lähes absoluuttista jäähdytystä.
- Yritämme kehittää kvanttisirun perustyöyksikön, joka vastaa transistoria piisirulla, toteaa Vuckovic.
Teollisuudelle tuttu piikarbidi tiedetään entuudestaan materiaaliksi, jota voidaan muokata luomaan värikeskuksia huoneen lämpötilassa. Äskettäin Vuckovicin vetämä kansainvälisen ryhmä onnistui kehittämään piikarbidiin niin tehokkaita värikeskuksia, että ne tutkijoiden mielestä osoittavat käytännöllisen lähestymistavan toteuttaa kvanttisiru.
Elektronien ansoittaminen ei kuitenkaan ole yksinkertaista. Edes tutkijat eivät ole varmoja, mikä metodi olisi paras. - Emme tiedä vielä mikä lähestymistapa on paras, joten jatkamme kokeilua, toteaa Vuckovic.
Suomalaistutkijat ovat puolestaan keskittyneet kvanttitietokoneen jäähdytykseen. Aalto-yliopiston kvanttifyysikko Mikko Möttönen on ryhmineen keksinyt kvanttipiirijäähdyttimen, joka vähentää kvanttilaskennan virheitä.
Möttösen ryhmän kehittämä nanokokoinen jäähdytin ratkaisee jättimäisen haasteen. Sen avulla lähes kaikki sähköiset kvanttilaitteet voidaan alustaa nopeasti. Näin laitteista tulee tehokkaampia ja luotettavampia.
Jäähdytyksen voi kytkeä pois päältä säätämällä ulkoisen jännitteen nollaan. Silloin edes kvanttilaitteen luovutettavissa oleva energia ei riitä puskemaan elektronia eristeen läpi. Seuraavaksi tutkijat aikovat jäähdyttää ihan oikeita kvanttibittejä, laskea jäähdyttimellä saavutettavaa minimilämpötilaa ja rakentaa sen on/off-kytkimestä supernopean.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 30.6.2017
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
