Už len krok ku kvantovým počítačom. Prvýkrát zmerali celý systém bez toho, aby ho zničili
Jedným z menej známych kľúčových aspektov kvantových počítačov je niečo, čo sa nazýva „kvantové nedeštruktívne merania“ (Quantum nondemolition measurement – QND), teda špeciálny typ merania kvantového systému, ktorý sa vzťahuje na pozorovanie určitých kvantových stavov bez ich zničenia, píše portál ScienceAlert.
Vzhľadom na to, že nechceme, aby sa kvantový počítač pri svojich výpočtoch každú sekundu zničil, rozvíjať tieto merania je nesmierne dôležitá úloha.
Teraz vedci v štúdii publikovanej Nature Physics predviedli novú techniku zaznamenávania QND.

Výskum sa týkal kvantových mechanických systémov, teda objektov, ktoré sú z hľadiska kvantových výpočtov relatívne veľké, no v našom meradle mimoriadne malé.
Na zvládnutie nevyhnutnej „kvantovej mágie“ sa pritom používa mechanický pohyb (napr. vibrácie), pričom je možné tieto systémy kombinovať s inými kvantovými systémami.
Kvantový mechanický systém
Pre účely tejto štúdie, v ktorej tím odborníkov zvládol extrakciu informácií z mechanického kvantového systému bez deštrukcie samotného kvantového stavu, odborníci ako svoj mechanický systém použili vysokokvalitnú zafírovú dosku, ktorej hrúbka nedosahuje ani pol milimetra, píšu vedci v tlačovej správe.
Na nej sa nachádza tenučký piezoelektrický menič, ktorý sa používa na budenie akustických vĺn, ktoré sa odrážajú zo spodnej časti a rozprestierajú sa cez celé vnútro dosky.
Vedci poznamenávajú, že tieto „excitácie predstavujú kolektívny pohyb veľkého počtu atómov, ktoré sú však kvantované (v energetických jednotkách známych ako fonóny) a možno ich v princípe podrobiť kvantovým operáciám…“

Takéto zariadenie, ktoré možno v podstate považovať za akustický rezonátor, následne spojili so supravodivými qubitmi – jednotkami kvantovej informácie, ktoré môžu na rozdiel od bitu okrem hodnôt 0 a 1 nadobúdať obe hodnoty súčasne (superpozícia). Podľa autorov si ich môžeme predstaviť ako malé elektronické obvody, v ktorých sú kvantované stavy elektromagnetickej energie.
„Takéto elektromagnetické polia spojené so supravodivým obvodom zabezpečujú spojenie qubitu s piezoelektrickým meničom akustického rezonátora, a tým aj s jeho mechanickými kvantovými stavmi,“ uvádza sa v tlačovej správe.
Napriek tomu, že takéto hybridné qubit-rezonátorové zariadenie ponúka to najlepšie z dvoch svetov (výpočtové schopnosti supravodivých qubitov a stabilitu mechanických systémov), samotné spojenie qubitov a rezonátora nepostačuje.
Priame meranie kvantového stavu v rezonátore totiž samotný kvantový stav zničí a znemožní opakovanie merania.
NEPREHLIADNI: Geológovia v totálnom úžase. V kamennej soli našli 830 miliónov rokov staré mikroorganizmy, možno stále žijú
Preto je nesmierne dôležité disponovať možnosťou extrahovať informácie o kvantovom stave kontrolovaným a najmä nedeštruktívnym spôsobom.
Nedeštruktívne meranie
Z tohto dôvodu vedci vyvinuli novú metódu, pri ktorej počas merania nedošlo k priamej výmene energie medzi supravodivým qubitom a akustickým rezonátorom. Namiesto toho, vlastnosti qubitu záviseli od počtu fonónov v akustickom rezonátore, čo umožnilo študovať kvantový stav „bezkontaktne“.
Vedci to prirovnali k hre na theremin, hudobný nástroj, ktorý sa ovláda bez dotyku.

Vytvorenie takéhoto ekvivalentu kvantového počítania, respektíve vytvorenie hybridného systému, v ktorom sa stav rezonátora odráža v spektre qubitu, je extrémne náročné.
Kvantové stavy totiž vydržia extrémne krátku dobu, pretože sú náchylné na rušenie.
Obísť tento problém a predĺžiť životnosť tohto stavu sa podarilo prostredníctvom starostlivého výberu použitých materiálov, ale i špeciálnej supravodivej hliníkovej dutiny, ktorá poskytla elektromagnetické tienenie.
To napokon umožnilo extrahovať „mieru parity“ mechanického kvantového systému – meraním dokázali určiť, či je počet fonónov v rezonátore párny alebo nepárny, bez toho, aby sa dozvedeli niečo iné o ich rozdelení. Uvedené je dôležité pre opravu chýb v kvantových technológiách a systémoch.
Tento pokrok pritom predstavuje aj cestu k ďalším aplikáciám, ako je napr. kvantová korekcia chýb (quantum error correction).
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

PET fľaše sa menia na prekvapivú zbraň. Vedci hovoria o riešení klimatickej krízy

Lacná čínska surovina mení svet. Hrozí kríza, dôsledky pocíti aj slovenské hutníctvo

S Grónskom sa deje zvláštna vec, ktorá prepisuje mapy. Vedci zistili absurdnú príčinu

Spoliehali sa na Rusov, teraz im hrozí nedostatok plynu. Európsky štát čelí „najprísnejším sankciám v histórii"

Vedci v Černobyle našli bizarné psy. Prešli extrémnou evolúciou a v DNA majú vec, ktorá tam nemá čo robiť
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Prelomový objav v črevách: Bežná baktéria v ľudskom tele skrývala neznámy vírus. Vedci ho spájajú s rakovinou

Európa je domovom obrovského počtu boháčov. Toto je rebríček krajín, kde ich žije najviac

Slováci fungujú na hrane vyčerpania, bežná dovolenka nestačí. Odborníčka varuje pred nenápadnou pascou mozgu

Koniec mlčania o referende proti Ficovi. Gröhling sa pridá k hlasovaniu Demokratov, vidí však obrovský problém

Už to nie je také lacné. Destinácia obľúbená pre dostupnú dovolenku pobúrila turistov, za servis dajú takmer 200 eur
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Číňania opäť oklamali systém. Vymysleli nový spôsob, ako zaplaviť svet svojimi autami
- Koniec drahého lítia sa blíži. Čínsky gigant uvedie na trh prelomové batérie
- Bitcoin sa prepadol pod kritickú hranicu. Kombinácia troch faktorov spustila pohromu
- Domáce kamery a smart zvončeky majú problém. Slováci ho začnú riešiť až pri prvom incidente
- Nezastavia ich ani clá: Stellantis rozbieha masívnu výrobu lacných elektro-SUV, prídu aj do Európy
-
- Domáce kamery a smart zvončeky majú problém. Slováci ho začnú riešiť až pri prvom incidente
- Spoliehali sa na Rusov, teraz im hrozí nedostatok plynu. Európsky štát čelí „najprísnejším sankciám v histórii“
- Číňania opäť oklamali systém. Vymysleli nový spôsob, ako zaplaviť svet svojimi autami
- Koniec drahého lítia sa blíži. Čínsky gigant uvedie na trh prelomové batérie
- Čínsky stroj rozdrvil najlepšiu európsku stíhačku v pomere 9:0. Je pritom horší
-
- Do Európy začne prúdiť nový plyn z prekvapivej krajiny. Konečne vieme, kedy sa tak stane
- Čínsky stroj rozdrvil najlepšiu európsku stíhačku v pomere 9:0. Je pritom horší
- Najlepšie sci-fi 2026 konečne pribudlo online aj s dabingom. Jedna vec ľudí nepoteší
- Spoliehali sa na Rusov, teraz im hrozí nedostatok plynu. Európsky štát čelí „najprísnejším sankciám v histórii“
- Dorazila spása letectva. Rolls-Royce úspešne otestoval nový motor bez emisií, poháňa ho čistý vodík
Čínske autá valcujú susedný trh. Ich predaj raketovo rastie, predbiehajú známe európske značky
Holanďania testujú netradičnú veternú turbínu. Pláva na vode a môže zmeniť budúcnosť energetiky
Slovensko rieši problém vykurovania. Odborníci sa hádajú, či majú ľudia odchádzať od teplární
Štát stopol kontroverzný IT projekt za 90 miliónov eur. Minister ho chce preveriť
USA spustí revolúciu v LNG. Pri pobreží postaví prvé plávajúce exportné zariadenie za miliardy
MOL spustil ťažbu plynu v zaujímavom štáte. Nový projekt posilní dodávky pre strednú Európu
EÚ chce zrušiť roaming aj na západnom Balkáne. Volania a dáta bez príplatkov sa priblížili ďalším štátom
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Prelomový objav v črevách: Bežná baktéria v ľudskom tele skrývala neznámy vírus. Vedci ho spájajú s rakovinou

Európa je domovom obrovského počtu boháčov. Toto je rebríček krajín, kde ich žije najviac

Slováci fungujú na hrane vyčerpania, bežná dovolenka nestačí. Odborníčka varuje pred nenápadnou pascou mozgu

Koniec mlčania o referende proti Ficovi. Gröhling sa pridá k hlasovaniu Demokratov, vidí však obrovský problém

