Kvantiniai kompiuteriai žengia jaudinančiu tempu, tačiau, deja, ši pažanga gali greitai sustoti. Kosminiai spinduliai, tekantys į Žemę, gali trukdyti informacijos vientisumui šiuose kvantiniuose kompiuteriuose, o dabar MIT komanda parodė, kokie jie yra pažeidžiami ir ko gali prireikti jiems apsaugoti.

Tradiciniuose kompiuteriuose informacija „bitais“ pateikiama kaip 0 arba 1. Tačiau kvantinių kompiuterių bitai (vadinami kubitais) gali egzistuoti vienu metu abiejų būsenų superpozicijoje. Tai reiškia, kad jie galėtų daugybę operacijų atlikti lygiagrečiai, todėl jos yra žymiai galingesnės nei esamos kompiuterinės sistemos.

Tačiau praktinių kvantinių kompiuterių gamybai yra didelė kliūtis. Kubitai turi gana mažą darnos laiką, o tai reiškia, kiek laiko jie gali likti šioje superpozicijos būsenoje. Taip yra todėl, kad jie jautriai reaguoja į išorinius trukdžius, tokius kaip šiluma, magnetiniai ir elektriniai laukai ar net mus visą laiką supanti žemo lygio radiacija.

Vieni blogiausių trikdžių atkeliauja iš kosmoso. Kosminiai spinduliai ir jų sukurtų antrinių dalelių kaskada nuolat liejasi ant mūsų, ir nors mes asmeniškai jų nepastebime, jie gali sugadinti elektroniką.

Naujame tyrime MIT, Linkolno laboratorijos ir Ramiojo vandenyno šiaurės vakarų nacionalinės laboratorijos (PNNL) tyrėjai dabar kiekybiškai įvertino, kiek daug problemų gali sukelti kosminiai spinduliai kvantiniams kompiuteriams.

Eksperimentų metu mokslininkai šalia superlaidžiųjų kubitų padėjo apšvitinto vario diskus, kad išmatuotų radiacijos poveikį. Eksperimentai buvo atlikti šaldytuve, sumažinant kitus trukdžius, atvėsinant aplinką iki maždaug 200 kartų šaltesnės nei kosmoso vakuumas. Antrasis apšvitintas vario diskas buvo ištirtas už šaldytuvo, kad būtų galima išmatuoti, kiek spinduliuoja kvantinė sistema.

Naudodama šią sąranką ir kitas simuliacijas, komanda nustatė, kad kubito darnos laikas yra ribojamas iki maždaug keturių milisekundžių. Tolesni eksperimentai patvirtino šį skaičių, įdedant arba nuimant radiacijos skydą tarp varinių diskų ir kubitų. Skydas tikrai padėjo, tačiau tai nėra pats praktiškiausias sprendimas – tai buvo dviejų tonų švino plytų siena.

Eksperimentas rodo, kad norėdami kuo geriau išnaudoti kvantinius kompiuterius, turėsime juos tinkamai apsaugoti. Tai gali reikšti jų perkėlimą giliai po žeme, kaip pavyzdžiui, neutrino medžioklės eksperimentus, kuriuos taip pat reikia apsaugoti nuo kosminių spindulių. Bet tai gali būti ne vienintelis sprendimas, sako komanda.

„Jeigu norėtume kurti pramonę, greičiausiai norėtume sušvelninti radiacijos poveikį virš žemės“, – sako tyrimo autorius William Oliver. „Mes galime galvoti apie tai, kaip suprojektuoti kubitus, kad jie būtų „kieti“ ir mažiau jautrūs kvazidalelėms, arba suprojektuoti kvazidalelių gaudykles, net jeigu jas nuolat generuotų radiacija, jos galėtų nutekėti iš kubito. Taigi tai tikrai ne žaidimas.“

Tyrimas buvo paskelbtas žurnale „Nature“.

Pasidalinkite su draugais

Šaltiniai:

New Atlas

Aut. teisės: MTPC

Komentarai ()