Souhrn
Nový výzkum v laserové technologii přináší potenciálně nový způsob škálování qubitů v kvantových počítačích. Studie se zaměřuje na řešení inherentních problémů se stabilitou těchto jednotek, které brání vývoji praktických systémů. Tento přístup by mohl umožnit vytvoření počítačů s miliony qubitů potřebných pro komerční aplikace.
Klíčové body
- Qubity jsou základní jednotky informace v kvantových počítačích, analogické bitům v klasických systémech, ale náchylné k decoherenci.
- Aktuální výzva spočívá ve škálování na miliony qubitů bez ztráty stability.
- Povrchový přístup (surface approach) s využitím laserů nabízí novou metodu pro efektivní řízení qubitů.
- Výzkum poukazuje na možnost stabilního prostředí pro velké množství qubitů.
- Cílem je překonat současné limity kvantových systémů pro řešení složitých výpočtů.
Podrobnosti
Kvantové počítače slibují řešení výpočetně náročných problémů, jako optimalizace, simulace molekul nebo kryptografie, v časech nedosažitelných pro klasické superpočítače. Základem je qubit, quantum bit, který díky superpozici a provázanosti (entanglement) zpracovává informace paralelně. Na rozdíl od klasického bitu, který je buď 0 nebo 1, může qubit být v kombinaci stavů, což dramaticky zvyšuje výpočetní sílu.
Problém nastává při škálování: qubits jsou extrémně citlivé na vnější rušení, jako teplo, elektromagnetické pole nebo vibrace, což vede k decoherenci – ztrátě kvantového stavu. Současné systémy, jako ty od IBM nebo Google, dosahují stovek qubitů, ale pro praktické aplikace, například v farmacii pro simulaci léků nebo v logistice pro optimalizaci, je potřeba několik milionů stabilních qubitů. Výzkum odhaduje, že bez toho zůstane kvantový výpočet v laboratořích.
Nová studie, publikovaná v únoru 2026, zkoumá povrchový přístup, kde qubits uspořádány v dvourozměrné mřížce na povrchu substrátu umožňují lepší korekci chyb pomocí surface code algoritmů. Klíčovou roli hraje laserová technologie: přesné lasery slouží k inicializaci, čtení a korekci qubitů bez fyzického kontaktu, což minimalizuje rušení. Tento metodou se qubits chovají stabilněji při vyšších teplotách a v větším počtu. Autoři studie argumentují, že tento přístup umožní modularní architekturu, kde moduly s tisíci qubitů lze propojit, čímž se přiblížíme cíli milionů qubitů. Srovnání s předchozími metodami, jako supravodivé okruhy nebo iontové pasti, ukazuje nižší chybovost o řády.
Proč je to důležité
Tento objev posouvá kvantové počítače blíže k praktickému nasazení v průmyslu. Stabilní škálování qubitů by umožnilo dosáhnout quantum advantage – stavu, kdy kvantové systémy překonávají klasické v reálných úlohách. Pro farmaceutický průmysl to znamená rychlejší vývoj léků, pro finance lepší modelování rizik a pro kryptografii nové hrozby i obranu. V širším kontextu urychlí soutěž mezi firmami jako IBM, Google Quantum AI nebo Rigetti Computing. Pokud se výzkum potvrdí, mohl by zkrátit cestu k komerčním kvantovým počítačům z desetiletí na roky, přestože zůstávají výzvy v chlazení a integraci.
Zdroj: 📰 BGR