Ako sme nedávno uviedli v samostatnom článku, kvantové počítače a vo všeobecnosti kvantové technológie zažívajú čoraz intenzívnejší „boom“, avšak od komerčného využitia sú ešte vždy vzdialené roky či dokonca celé desaťročia. Kvantové počítače v tomto pripomínajú jadrovú fúziu, formu energetiky, ktorá je sľubovaný už niekoľko dekád a od reálneho použitia je neustále vzdialená niekoľko rokov.

Kvantové technológie sú budúcnosť

Rozdielom sú ale výzvy a prekážky, na ktoré tieto odvetvia narážajú. Práve tie zásadne komplikujú vývoj a experimenty, ktoré sú pre kvantové počítače kľúčové. Prekážky sú v tomto prípade natoľko problematické, že vyžadujú vývoj špecifických prevádzkových metód a komponentov, ktoré systémy ochránia pred rôznymi typmi rušení alebo zvýšia jeho spoľahlivosť.

Ako píše portál XDADevelopers, ako vždy s novou technológiou prichádzajú aj nové výzvy, ktoré sa výskumníci snažia prekonať. Nedávno sa v oblasti kvantových počítačov skupine vedcov zo Švajčiarskeho federálneho technologického inštitútu podarilo dosiahnuť prelom v oblasti chladenia kvantového procesora. Nový systém chladenia dokáže kvantový procesor ochladiť na teplotu nižšiu ako je teplota vesmíru.

Presnejšie vyššie zmieňovaná skupina vedcov dosiahla ochladenie kvantového procesora na  teplotu 100 milikelvinov, čo je -273°C. Pre porovnanie, teplota vesmíru je približne 2,7 Kelvinov, takže procesor je ochladený na oveľa nižšiu teplotu.

Prečo je dôležité dosiahnuť nízku teplotu?

Rovnako ako bežné počítače, aj kvantové počítače musia byť neustále chladené, aby dokázali správne fungovať. Ale na rozdiel od bežných počítačov, kvantové počítače používajú „qubity“, ktoré musia byť udržiavané čo najbližšie k absolútnej nule, aby nedošlo k ich narušeniu. Inak povedané, kvantový počítač nedokáže vykonávať svoje zložité výpočty pri izbovej teplote tak ako je to pri klasických počítačoch.

Úspech v oblasti chladenia kvantových počítačov sa odborníkov podarilo dosiahnuť tak, že premieňali tepelnú elektrinu produkovanú na elektrickú energiu. Presnejšie použili Nernstov efekt, čo je jav, pri ktorom sa v materiáli vystavenom magnetickému poľu a rozdielnym teplotám na oboch stranách vytvára elektrické pole. V praxi to znamená, že teplo generované procesorom sa premieňa na elektrinu, čo pomáha udržiavať kvantové čipy na veľmi nízkej teplote.

Najlepšie na tom celom však je, že tieto chladiče je možné postaviť s použitím existujúcich komponentov. Navyše, všetko to funguje s rovnakou účinnosťou ako súčasné chladiace technológie bežiace pri izbovej teplote.

„Sme prví, ktorí vytvorili zariadenie, ktoré zodpovedá účinnosti konverzie súčasných technológií, ale ktoré funguje pri nízkych magnetických poliach a ultranízkych teplotách potrebných pre kvantové systémy. Táto práca je skutočne krok vpred,“ cituje vedcov portál Tom’s Hardware.

Za zmienku rozhodne stojí aj fakt, že ide o 2D chladiaci systém, čo znamená, že celá technológia je postavená na materiáli, ktorý sa správa ako dvojrozmerné objekty a je hrubý len niekoľko atómov.