Det stille problemet i kvantedatabehandling
Ok, her er noe vilt: kvantedatamaskiner kan teoretisk løse problemer som ville tatt vanlige datamaskiner lenger enn universets alder å løse. Men det er en hake — og den er stor.
Disse maskinene er utrolig skjøre. De faller fra hverandre ved den minste forstyrrelse. Vi snakker om noe så subtilt som elektromagnetisk interferens fra telefonen din eller til og med løse elektriske ladninger som flyter rundt i omgivelsene.
Tenk på det som å prøve å stå på hodet perfekt på en sprettende trampolin mens noen hvisker tilfeldige tall i øret ditt. Det er omtrent det kvantedatabehandling ser ut som fra innsiden av maskinen.
Entren for superflytende helium-kubit
Forskere ved University of Surrey har nettopp publisert noe fascinerende. De har designet en helt ny type kubit — den grunnleggende enheten for kvanteinformasjon — ved hjelp av noe som kalles superflytende helium-3.
Superflyt helium er allerede ganske merkelig stuff. Det er helium kjølt ned til nær absolutt null, der det blir en væske som kan flyte uten noen form for friksjon. Det kryper oppover vegger, unnslipper beholdere og oppfører seg på måter som får fysikere til å bli nerdete av begeistring.
Men her er den virkelig smarte delen: denne superflytende heliumen er ladningsnøytral. I motsetning til de superledende kubittene som brukes i de fleste kvantedatamaskiner i dag, bærer den ingen elektrisk ladning.
Du vet hvordan håret ditt klistrer seg til en ballong på grunn av statisk elektrisitet? Det er elektrisk ladning som lager bråk. Den samme typen forstyrrelse forstyrrer dagens kvantedatamaskiner konstant. Ved å bruke noe med null ladning, tror Surrey-teamet at deres design naturlig kan unngå disse problemene.
De kaller sin skapelse for SHOQ-enheten — som ærlig talt høres ut som det burde være en superhelt eller et spesielt aggressivt treningsprogram. (Superfluid Helium Oscillator Quantum, hvis du er nysgjerrig.)
Hvorfor 100 ganger færre feil betyr noe
Forskerne beregnet at deres design kunne ha feilrater omtrent 100 ganger lavere enn dagens superledende kuber.
La meg sette det i perspektiv. Forestill deg at du prøver å sende en tekstmelding, men 1 av hver 100 tegn endres tilfeldig. Irriterende, ikke sant? Nå forestill deg at bare 1 av hver 10 000 tegn endres i stedet. Det er forskjellen.
Dette er enormt viktig for skalerbarhet — evnen til å bygge større og mer kraftige kvantedatamaskiner. Akkurat nå gjør det at å legge til flere kuber til et system gjør feilkontroll eksponentielt vanskeligere. Det er som å prøve å juggle mens man legger til flere baller; til slutt faller noe.
Hvis SHOQ-enheten leverer selv bare nær det matematikken forutsier, kan det endre hele veiskartet for kvantedatabehandling.
Ikke en erstatning — en lagkamerat
Her er noe jeg elsker med denne forskningen: teamet foreslår ikke at superflyt helium vil erstatte eksisterende kvante-maskinvare. I stedet ser de for seg at ulike typer kuber jobber sammen.
Dr. Eran Ginossar sa det pent: «Vi trenger ikke nødvendigvis én type kub til å gjøre alt.»
Forestill deg en kvantedatamaskin der superledende kuber håndterer tallkalkuleringene mens superflyt helium-kuber lagrer informasjon trygt — som kvanteminne. Hver gjør det den gjør best.
Denne hybride tilnærmingen føles realistisk. Vi venter ikke på én perfekt teknologi som skal redde oss alle; vi bygger et team av spesialister.
Hva skjer videre?
Teamet bygger nå en prototyp for å teste om disse prediksjene holder vann i den virkelige verden. De vil trenge å holde ting ekstremt kaldt — men det har faktisk blitt gjort før med superflyt helium-3 i andre eksper