Kvanttiakut tehostamaan kvanttitietotekniikkaa

Tutkijat ovat paljastaneet uuden lähestymistavan kvanttitietokoneiden virransyöttöön kvanttiakkujen avulla – läpimurto, joka voisi tehdä tulevaisuuden tietokoneista nopeampia, luotettavampia ja energiatehokkaampia.

Physical Review X -lehdessä julkaistussa uudessa tutkimuksessa Australian kansallisen tiedeviraston CSIROn, Queenslandin yliopiston ja Okinawan tiede- ja teknologiainstituutin (OIST) tutkijaryhmä on teoreettisesti osoittanut, kuinka pienet kvanttiakut voisivat käyttää kvanttitietokonetta – nelinkertaistaen sen kubittien määrän.

Tutkimuksen toinen kirjoittaja ja CSIRO:n kvanttiakkujen tutkimusjohtaja, tohtori James Quach, selitti, että tietokoneet voisivat käyttää huomattavasti vähemmän energiaa, koska niiden sisäiset kvanttiakut voivat kierrättää järjestelmän energian.

"Kvanttiakut ovat pieniä ja mahtavia. Löydöksemme vievät meidät askeleen lähemmäksi kvanttitietokoneita rajoittavien energia-, jäähdytys- ja infrastruktuurihaasteiden ratkaisemista", sanoi tohtori Quach.

"Tämä tutkimus on avainaskel kvanttienergian tutkimuksessamme – nousevalla alalla, joka voi perusteellisesti muuttaa tapaamme luoda tehokkaita ja kestäviä energiajärjestelmiä", hän sanoi.

Kvanttiakut varastoivat energiaa valon avulla, jolloin ne latautuvat yksinkertaisesti altistamalla ne valolle. Kvanttitietokoneeseen integroituina ne voivat latautua jatkuvasti koneen omien komponenttien avulla.

Tässä järjestelmässä akku kytkeytyy tietokoneen kvanttiprosessointiyksiköihin lomittumisena kautta, mikä luo jaetun kvanttiyhteyden.

"Olemme laskeneet, että kvanttiakuilla toimivat järjestelmät tuottavat huomattavasti vähemmän lämpöä, vaativat vähemmän johdotuskomponentteja ja mahdollistavat enemmän kubitteja samaan fyysiseen tilaan – kaikki tärkeitä askeleita kohti käytännöllisten ja skaalautuvien kvanttitietokoneiden rakentamista", selitti tohtori Quach.

Mallinnus viittaa myös siihen, että arkkitehtuuri voisi parantaa laskentanopeutta niin sanotun kvanttisuperekstensiivisyyden kautta. Tässä ilmiössä olisi enemmän ja nopeampia kubitteja.

"Tutkimuksessa esitetään teoreettinen malli siitä, miten kvanttiakut voisivat käyttää virtaansa olemassa oleville kvanttitietokoneille. Tiimin seuraava askel on kehittää tämän lähestymistavan käytännön demonstraatio."

Aiheesta aiemmin:

Työ ja lämpö kvanttijärjestelmissä

Lomittumisakku tehostaa kvanttipalautuvuutta

Kvanttiakuissa rikotaan kausaliteetti