นั่นคือความอ่อนไหวต่อเสียงรบกวนจากสิ่งแวดล้อม ในอนาคตคอมพิวเตอร์ควอนตัมอาจได้รับการปกป้องด้วยตะกั่วชั้นหนาและแม้กระทั่งทำงานลึกลงไปใต้ดิน นักฟิสิกส์ในสหรัฐอเมริกาที่พบว่าการแผ่รังสีไอออไนซ์จำกัดเวลาที่เชื่อมโยงกันของคิวบิตที่เป็นตัวนำยิ่งยวดอย่างมาก แท้จริงแล้วพวกเขากล่าวว่าการลดผลกระทบของรังสีให้น้อยที่สุดจะมีความสำคัญหากคอมพิวเตอร์ควอนตัม
เอนกประสงค์จะถูกสร้างขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีตัวนำยิ่งยวด
คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำการคำนวณบางอย่างได้เร็วกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไปโดยการจัดเก็บและประมวลผลข้อมูลโดยใช้ควอนตัมบิต (qubits) วงจรตัวนำยิ่งยวดเป็นหนึ่งในประเภทชั้นนำของ qubit ที่กำลังอยู่ในระหว่างการพัฒนา โดยสร้างการทับซ้อนของ 0s และ 1s จากพื้นดินและสถานะตื่นเต้นครั้งแรกของ anharmonic oscillator ที่เกิดขึ้นจากการรวมกันของทางแยก Josephson และตัวเก็บประจุ แม้ว่าจะต้องทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่ต่ำมาก qubits ดังกล่าวเป็นสถานะของแข็ง ดังนั้นจึงถือได้ว่าสามารถผลิตและรวมเข้าด้วยกันได้ค่อนข้างง่าย
ที่จริงแล้ว ปีที่แล้วJohn Martinisและเพื่อนร่วมงานที่ Google ใช้โปรเซสเซอร์ที่ประกอบด้วยคิวบิตตัวนำยิ่งยวด 53 ตัวเพื่อดำเนินการอัลกอริธึมที่เจาะจงมากเร็วกว่าที่พวกเขากล่าวว่าจะเป็นไปได้โดยใช้หนึ่งในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ทั่วไปชั้นนำของโลก แม้ว่าจะมีข้อได้เปรียบกว่าพันล้านเท่า ได้รับการโต้แย้งตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา
เวลาเชื่อมโยงกันขั้นต่ำqubits ตัวนำยิ่งยวดสามารถ
คงสถานะควอนตัมที่ละเอียดอ่อน – “การเชื่อมโยงกัน” ไว้ได้นานกว่า 100 µs แม้ว่าจะดีกว่านาโนวินาทีเมื่อสองทศวรรษที่แล้วมาก แต่เวลาที่เชื่อมโยงกันจะต้องเพิ่มขึ้นหลายลำดับความสำคัญก่อนจึงจะสามารถใช้ qubits ในคอมพิวเตอร์ที่ทนต่อข้อผิดพลาดทั่วไปได้ อุปกรณ์เหล่านี้จะอาศัยการแก้ไขข้อผิดพลาดและสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพก็ต่อเมื่ออัตราข้อผิดพลาดในแต่ละ qubits และ gates ต่ำกว่าเกณฑ์ที่กำหนดแล้วเท่านั้น ซึ่งหมายถึงเวลาขั้นต่ำที่เชื่อมโยงกัน
การเชื่อมโยงกันถูกขัดขวางโดยแหล่งกำเนิดเสียงที่หลากหลาย ในช่วงเวลาหลายสิบหรือหลายร้อยไมโครวินาที ข้อบกพร่องของวัสดุ โมเมนต์แม่เหล็ก และประจุที่ติดอยู่ มีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดอาการปวดหัวที่ใหญ่ที่สุด อย่างไรก็ตาม การเร่งเวลาให้เชื่อมโยงกันถึงและเกินกว่ามิลลิวินาทีจะต้องเอาชนะปัญหาของการแผ่รังสีไอออไนซ์ อนุภาคบีตา รังสีแกมมา และรังสีคอสมิกสร้างคู่อิเล็กตรอน-รูภายในอุปกรณ์ ซึ่งนำไปสู่การลดหลั่นของพลังงานและการแตกตัวของคูเปอร์คู่ที่รับผิดชอบกระแสไร้แรงเสียดทานในตัวนำยิ่งยวด
เมื่อต้นปีนี้ นักฟิสิกส์ในเยอรมนีและอิตาลีรายงานว่ากัมมันตภาพรังสีจากสิ่งแวดล้อมอาจทำให้ประสิทธิภาพของเครื่องสะท้อนเสียงที่มีตัวนำยิ่งยวดแย่ลง กลุ่มนี้นำโดยลอร่า คาร์ดานี แห่งสถาบันฟิสิกส์นิวเคลียร์แห่งชาติในกรุงโรมและเอียน ป๊อปแห่งสถาบันเทคโนโลยีคาร์ลสรูเฮอ แสดงให้เห็นว่ารังสีคอสมิกและสิ่งเจือปนกัมมันตภาพรังสีสามารถเพิ่มความหนาแน่นของคู่คูเปอร์ที่แตกหักได้อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งเรียกว่าอนุภาคควอซิพิเคิลภายในอุปกรณ์ด้านบน พื้น. ในทางกลับกัน โดยใช้การตั้งค่าวิทยุบริสุทธิ์ภายในห้องปฏิบัติการ Gran Sasso ของอิตาลี ซึ่งอยู่ใต้หินสูง 1,400 ม. สามารถลดอุบัติการณ์ของสิ่งที่เรียกว่าระเบิด ควอซิพิเคิล ได้มากถึง 50เท่า
เอฟเฟกต์ไอออไนซ์ตอนนี้William Oliverและเพื่อนร่วมงาน
ที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) และห้องปฏิบัติการแห่งชาติแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือได้ดำเนินการวิจัยนี้ก้าวไปข้างหน้าโดยการวัดและสร้างแบบจำลองผลกระทบของการแผ่รังสีไอออไนซ์ต่อตัวนำยิ่งยวด qubits ด้วยตัวเอง ตามที่รายงานในNatureพวกเขาทำโดยใช้ qubits ที่ทำจากอลูมิเนียมที่ติดตั้งบนพื้นผิวซิลิกอน
ทีมงานเริ่มต้นด้วยการเปิดเผยสอง qubits ดังกล่าวไปยังแหล่งกำเนิดรังสีที่เป็นที่รู้จัก – แผ่นบาง ๆ ของ copper-64 และวัดอัตราที่ qubits ถอดรหัสซ้ำ ๆ ในช่วงหลายวัน (ทองแดงมีครึ่งชีวิตเพียง เกิน 12 ชม.) แนวคิดคือการสร้างวิธีการสร้างควอซิพิเคิลในคิวบิตสำหรับฟลักซ์การแผ่รังสีที่กำหนด
จากนั้นนักวิจัยได้รวมข้อมูลนี้เข้ากับการวัดรังสีที่มีอยู่ในห้องปฏิบัติการของ MIT ทั้งจากรังสีคอสมิกและไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ในกรณีหลัง ส่วนใหญ่มาจากผนังคอนกรีตของห้องปฏิบัติการ พวกเขาคำนวณว่าผลกระทบของการคลายตัวของรังสีนี้บน qubits จะกำหนดขีดจำกัดบนของเวลาที่เชื่อมโยงกันประมาณ 3-4 มิลลิวินาที
อิฐตะกั่วสำหรับป้องกันเพื่อตรวจสอบผลลัพธ์นี้ด้วยการทดลองอิสระและกำหนดว่า qubits ดังกล่าวสามารถป้องกันรังสีไอออไนซ์ได้ดีเพียงใด ทีมงานได้ล้อม qubits ดังกล่าวจำนวน 7 ตัว (หรือมากกว่า cryostat ที่ใช้เพื่อให้เย็น) ด้วยอิฐตะกั่วหนา 10 ซม. นี่คือเกราะป้องกันที่มักใช้ในการทดลองนิวตริโนและสสารมืด โดยการวางโล่ไว้บนลิฟต์แบบกรรไกรและยกขึ้นลงเป็นระยะ พวกมันสามารถสร้างผลกระทบของการแผ่รังสีภายนอกได้ ซึ่งจะเป็นการยืนยันขีดจำกัดการเชื่อมโยงกันที่ประมาณ 4 มิลลิวินาที พวกเขายังพบว่าโล่เพิ่มเวลาเชื่อมโยงกันประมาณ 20%
การแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมทำได้โดยใช้สถานะกริดออสซิลเลเตอร์จากการมีอยู่ของแหล่งที่มาของ decoherence ที่แข็งแกร่งกว่า Oliver และเพื่อนร่วมงานกล่าวว่าการป้องกันนี้ทำให้เวลาในการเชื่อมโยงโดยรวมของ qubits เพิ่มขึ้นประมาณ 0.2% แต่พวกเขาไม่สงสัยเลยว่าจะต้องใช้มาตรการลดเสียงรบกวนดังกล่าวหากคอมพิวเตอร์ควอนตัมเริ่มดำเนินการจริงๆ “การลดหรือบรรเทาผลกระทบของการแผ่รังสีไอออไนซ์จะมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการตระหนักถึงคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีตัวนำยิ่งยวดที่ทนต่อความผิดพลาด” พวกเขาเขียน
Credit : haitiepiscopalpartnership.org heathersyren.com hepatite06.org hockettinc.com horizonpromosyoncum.com
