Austraalia teadlased suutsid vähendada pooljuhtide vuttide, kvantarvuti ühikuelementide veamäära tasemele 0,04%. See sillutab teed universaalsete arvutite loomisele, väidavad füüsikud ajakirjas Nature Electronics.
Dzurak ja tema ülikoolikaaslased on juba mitu aastat arendanud täisväärtusliku tahkis-kvantarvuti kokkupanekuks vajalikke komponente. Nii lõid nad 2010. aastal kvant üheelektronilise transistori ja 2012. aastal fosfor-31 aatomi baasil täisväärtusliku ränikvoodi.
2013. aastal monteerisid nad uue versiooni qubitist, mis võimaldas selle andmeid peaaegu 100-protsendilise täpsusega lugeda ja püsis väga pikka aega stabiilsena. 2015. aasta oktoobris astus Dzurak ja tema meeskond esimese sammu esimese räni kvantarvuti loomise poole, ühendades kaks juppi mooduliks, mis täidab loogilist VÕI operatsiooni.
Jäi vaid üks samm - õppida õppima, kuidas ühendada sarnaseid juppe samade juhtivtehnoloogiate abil kui kvantmälu rakud ise. Seda oli äärmiselt raske teha, kuna “tavalised” pooljuhtide vutid saavad üksteisega suhelda vaid väikese vahemaa tagant.
Olles selle probleemi kaks aastat tagasi lahendanud, mõtlesid Austraalia teadlased, kuidas vuttivärvid ühtseks tervikuks "liimida" ja õppida, kuidas neid "printida" nii, nagu elektroonikaseadmete tootjad mikroskeemide loomisel teevad. Nende mõtiskluste vili oli esimesed kvant "mikrolülituste" loomise plaanid, mille Dzuraki meeskond esitas 2017. aasta detsembris.
Neid ideid, nagu Dzurak märkis, õnnestus tema meeskonnal eelmisel sügisel praktikasse rakendada, kasutades niinimetatud CMOS-tehnoloogiat - ühte levinumat ja tõestatud tehnikat mikrolülituste tootmiseks. Teadlased on seda kasutanud kõigi kvitside komponentide, aga ka mikrolainetega kiirgajate, kvantpunktide ja transistoride "printimiseks", mis on vajalikud uute andmete korrektseks kirjutamiseks kvantmäluruumi.
Olles selle probleemi lahendanud, mõtlesid füüsikud järgmise suure sammu - tõeliselt universaalse kvantarvuti loomiseks oli vaja, et nende kvoodid töötaksid peaaegu ideaalselt, tehes vigu mitte rohkem kui 1% ajast. Sel juhul saab ülejäänud probleemid nende töös kõrvaldada, kasutades spetsiaalseid veaparanduse algoritme ja loogilisi, mitte füüsilisi.
Nagu teadlane märgib, on selliste seadmete täpsuse parandamiseks kaks võimalust - parandades mäluelementide endi kujundust ja muutes teabe lugemise ja neisse kirjutamise viisi. Austraalia füüsikud astusid teisele teele, kasutades algoritme ja tehnikaid, mille olid välja töötanud nende teoreetilised kolleegid Sydney ülikoolis.
Reklaamvideo:
Nad aitasid Zurakul ja tema meeskonnal muuta mikrolaine juhtimisimpulsside struktuuri nii, et vigade arvu andmete lugemisel või kirjutamisel vähendati mitme suurusjärgu võrra. Selle tulemusel ei astunud teadlased mitte ainult üle „veaparanduse barjääri”, vaid vältisid ka ülijuhtivaid ja „aatomi” kvite, mida varem peeti keerukate kvantmasinate loomisel lootustandvamaks.
Lähitulevikus kavandavad mõlemad teadlaste rühmad sarnaseid mõõtmisi mitmete vuttide ja mikrolülituste kombinatsioonidega, mille Dzurak ja tema meeskond on juba varem loonud. Teadlased loodavad, et nad suudavad vähendada üldist veamäära tasemeni, mis võimaldab lähiaastatel luua täieõigusliku kvantarvuti.
