Jenis baru kulkas kuantum otonom dapat memberikan komputer kuantum “peningkatan kinerja utama” dan membuatnya lebih dapat diandalkan, kata para ilmuwan.
Dalam sebuah studi yang diterbitkan 9 Januari di jurnal Fisika Alampara peneliti berhasil mendinginkan a qubit Hanya 22 Millikelvin (minus 459,63 derajat Fahrenheit, atau minus 273,13 derajat Celcius) menggunakan kulkas kuantum yang ditenagai oleh “mandi air panas” radiasi gelombang mikro. Ini adalah suhu terendah yang pernah dicapai qubit.
“Ini membuka cara untuk perhitungan kuantum yang lebih andal dan bebas kesalahan yang membutuhkan lebih sedikit perangkat keras kelebihan,” kata Penulis Lead Studi Aamir AliSpesialis Penelitian dalam Teknologi Quantum di Universitas Teknologi Chalmers di Swedia, mengatakan di pernyataan.
Komputer kuantum Perlu didinginkan hingga suhu yang sangat rendah sehingga para ilmuwan dapat memanfaatkan yang halus sifat kuantum dan melakukan perhitungan – karena bahkan gangguan lingkungan terkecil dapat “membalik” keadaan kuantum mereka, menyebabkan kesalahan. Ini sangat penting untuk qubit superkonduktor – digunakan dalam bahasa seperti Chip condor 1.000 qubit IBM – yang perlu beroperasi pada suhu dekat nol absolut (0 K, minus 459.67 F atau minus 273.15 c) untuk menjaga stabilitas.
Qubit pendingin sampai dekat nol absolut menempatkan mereka dalam keadaan energi serendah mungkin, atau dikenal sebagai “keadaan darat” mereka. Dalam keadaan ini, qubit cenderung mempertahankan sifat kuantum mereka cukup lama Lakukan perhitungan secara akurat.
Sistem baru ini melengkapi konvensional lemari es pengenceran – yang menggunakan gas helium untuk menyerap panas melalui proses pengenceran dan dapat membawa qubit menjadi sekitar 50 mk – dengan mendinginkan qubit lebih jauh, daripada menggantinya sama sekali.
Ia melakukan ini dengan memanfaatkan energi dari reservoir panas yang dibuat menggunakan radiasi gelombang mikro, yang kemudian diarahkan ke salah satu dari dua qubit kulkas kuantum.
“Energi dari lingkungan termal, disalurkan melalui salah satu dari dua qubit kulkas kuantum, memompa panas dari qubit target ke qubit kedua kulkas kuantum, yang dingin. Bahwa qubit dingin itu termalisasi ke lingkungan yang dingin, di mana panas qubit target pada akhirnya dibuang, ”rekan penulis studi Nicole Yunger HalpernAdjunct Asisten Profesor Fisika dan IPST di University of Maryland, mengatakan dalam pernyataan itu.
Dengan menggunakan metode ini, para ilmuwan meningkatkan kemungkinan bahwa qubit akan berada dalam keadaan dasar sebelum perhitungan menjadi 99,97%.
Ali mengatakan ini dibandingkan dengan probabilitas antara 99,8% dan 99,92% dicapai dengan teknik sebelumnya. “Ini mungkin tampak seperti perbedaan kecil, tetapi ketika melakukan beberapa perhitungan, itu bertambah menjadi peningkatan kinerja utama dalam efisiensi komputer kuantum,” tambahnya.
Dan tidak seperti kulkas pengenceran kuantum, yang sangat kompleks dan sulit untuk dikurangi, sistem baru yang digerakkan secara termal adalah otonom, yang berarti tidak memerlukan kontrol eksternal setelah dimulai. Temuan ini melampaui harapan awal para peneliti.
“Pekerjaan kami bisa dibilang demonstrasi pertama dari mesin termal kuantum otonom yang mengeksekusi tugas yang praktis berguna,” rekan penulis studi Gasparinet SimoneAssociate Professor in Quantum Technology di Chalmers University of Technology, ditambahkan dalam pernyataan. “Kami awalnya melihat ini sebagai bukti konsep, jadi kami terkejut menemukan kinerjanya melampaui semua protokol reset yang ada untuk pendinginan qubit untuk mencatat suhu rendah.”
