Forskere ved Caltech har bygget et kvantesystem med over 6 000 qubiter som fungerer uten ekstrem nedkjøling – et gjennombrudd som kan bane vei for mer stabile og praktiske kvantedatamaskiner.
Forskere ved California Institute of Technology (Caltech) har satt en ny verdensrekord i kvantedatateknologi ved å fange og synkronisere 6 100 atomer i et kontrollert system. Resultatet ble presentert i tidsskriftet Nature 24. september.
– Dette er et spennende øyeblikk for nøytralatom-basert kvantedatabehandling, sa prosjektleder og fysikkprofessor Manuel Endres ved Caltech.
– Vi kan nå se en vei videre mot store, feilkorrigerte kvantedatamaskiner. Byggesteinene er på plass.
Laserlys og «atompinsetter»
For å oppnå resultatet brukte teamet en delt laserstråle som ble brutt opp i 12 000 mikroskopiske «pinsetter» av lys. Hver av disse fanget og holdt et atompar i en tilstand av såkalt superposisjon – der partiklene eksisterer i flere tilstander samtidig.
Ved å finjustere teknikken klarte forskerne å opprettholde sammenhengen i systemet i 12,6 sekunder, mot bare noen få sekunder i tidligere forsøk. Det betyr at atomene forble stabile lenge nok til å utføre mer komplekse beregninger og feilkontroll.
Romtemperatur i stedet for ekstrem kulde
Et av de største fremskrittene er at systemet fungerer ved romtemperatur. Mange av dagens kvantedatamaskiner, som dem fra IBM, Google og Microsoft, bruker metallbaserte qubiter som må kjøles ned til nær det absolutte nullpunkt.
Les også: BBB utvikler levende maskiner for AI – nevroner dyrket i laboratorium utfordrer GPU-er
Nøytrale atomer trenger derimot ikke slik kjøling, noe som kan gjøre teknologien både billigere og enklere å skalere opp.
Veien mot feiltolerante maskiner
Forskerne anslår at en virkelig brukbar kvantedatamaskin vil kreve millioner av qubiter, fordi hver fungerende enhet må støttes av flere feilkorrigerende qubiter.
Endres og kollegene planlegger nå å koble atomene sammen gjennom kvantefysikkens mest berømte fenomen – sammenfiltring – for å kunne gjennomføre fullverdige beregninger.
– Vi har vist at systemet kan utvides uten å miste presisjon. Det bringer oss nærmere kvantedatamaskiner som kan løse problemer langt raskere enn dagens superdatamaskiner, sa forskerne.
Eksperimentet oppnådde en nøyaktighet på 99,98 prosent og representerer et ti ganger større system enn tidligere rekorder – et nytt steg på veien mot stabile, feilfrie kvantedatamaskiner.
Universitetet i Wien sender kvantedatamaskin i bane rundt jorden
