Kvant dvigateli: Ilmiy kashfiyotmi yoki Texnologiya Tarixi?

Keling, bir soniya tasavvur qilaylik. Hozir sizning oldingizda shunday dvigatel turibdi, u shu qadar kichikki, uni faqat maxsus asboblar bilan ko'rish mumkin. Bu dvigatel issiqlikni foydali ishga aylantiradi — mashinangizdagi dvigatel kabi, lekin bug' va pistonlar o'rniga kvant mexanikasi qoidalari bilan ishlaydi.

Aynan shuni Finlandiyaning Aalto universitetidagi olimlar yaratdi. Va bu — kompyuterlar kelajagi uchun juda muhim yangilik.

Nega Bu Muhim?

Kvant kompyuterlar haqida eshitgan bo'lishingiz kerak. Ular juda istiqbolli, lekin yaratishda qiyin. Sababi: ular mutlaq nolga yaqin haroratlarda ishlashi kerak — bu -273°C dan ham past temperatura. Ochiq kosmosdan ham sovuqroq.

Bunday sovuq muhitni yaratish uchun qo'llaniladigan uskunalar juda qimmat va murakkab. Shu yerda yangi kvant issiqlik dvigateli qiziqarli yechim bo'lishi mumkin. Hozircha u mavjud sovitish tizimlarini almashtirmaydi, lekin kelajakda kvant texnikasini soddalashtirish yo'lida muhim qadam hisoblanadi.

Otto Sikli Kvant Miqyosida

Olimlar aslida bizning avtomobil dvigatellarida qo'llaniladigan Otto sikli — termodinamika printsipi — ni kvant miqyosida qayta yaratdi.

Qurilmaning markazida transmon kubit joylashgan. Kubitlar haqida eshitgan bo'lsangiz kerak. Oddiy kompyuter bitlari 0 yoki 1 qiymatini qabul qiladi. Kubitlar esa bir vaqtning o'zida ikkala holatda bo'lishi mumkin — bu kvant superpozitsiyasi deb ataladi.

Bu dvigatelning o'ziga xos jihati shundaki, unda kubitni qizdiring va sovutish jarayoni bir qurilmada — kvant sxemali sovutgich yordamida — boshqariladi. Ya'ni alohida issiq va sovuq muhit kerak emas, hamma narsa o'z ichida sodir bo'ladi.

Ikki Dunyoni Bog'lash

Meni bu tadqiqotda eng qiziqtirgan narsa — bu termodinamika va kvant mexanikasini birlashtirishi. Termodinamika bizga tanish: issiqlik issiqdan sovuqqa oqadi, dvigatellar esa issiqlik energiyasini mehnatga aylantiradi.

Ammo kvant olamida hamma narsa boshqacha. Zarrachalar to'siqlardan o'tib ketishi, masofadan bog'lanishi, bir necha holatda bir vaqtda bo'lishi mumkin. Mana shu noan'anaviy xatti-harakatlarda issiqlik va energiya qanday ishlaydi? Bu savolga javob izlash uchun aynan shunday kvant dvigatellari kerak.

Kelajakda Nima Bo'ladi?

Keyinchalik olimlar bu dvigatelni yanada samarali qilish va avtonomlashtirish ustida ishlamoqda. Qiziqarli imkoniyatlardan biri — kubit holatlarini o'qish uchun mikrog'ovlar signalidan voz kechish. Hozirgi kvant kompyuterlarida kvant protsessor va xona haroratidagi elektronika o'rtasida murakkab simlar tizimi mavjud.

Agar bu interfeysni soddalashtirsak, kvant kompyuterlarni kattaroq qilib, arzonroq yaratish mumkin.

Albatta, bu hali dastlabki bosqich. Ammo shunday kashfiyotlar tarixi o'zgartiradi. Sizningcha, kvant texnologiyalari sizni qiziqtiradimi? Unda bu yo'nalishni kuzatib boring — yana ko'p yangiliklar kutmoqda.