V kvantových počítačoch sa ukrýva obrovský potenciál, no ich cesta k reálnej využiteľnosti je stále plná technických bariér. Jednou z najväčších prekážok je teplo, ktoré generujú samotné elektronické súčiastky. Každý dodatočný watt energie znamená vyššie nároky na extrémne chladenie, bez ktorého by kvantové bity – qubity – nedokázali udržať svoj krehký stav.

Kvantové systémy dnes pracujú v teplotách blízkych absolútnej nule, teda okolo mínus 273 stupňov Celzia. Na udržanie tohto prostredia slúžia špeciálne chladiace zariadenia, ktoré sú nákladné a technicky zložité. Na tému upozornil portál LiveScience.

Problém zhoršujú aj kryogénne zosilňovače, ktoré sa používajú na zosilnenie slabých signálov z qubitov. Bez nich by nebolo možné presne čítať, čo sa v kvantovom počítači deje. Každý takýto zosilňovač však produkuje teplo, ktoré musí systém dodatočne odvádzať, čo zvyšuje cenu aj objem zariadenia.

Silicon Quantum Computing/IBM/Úprava redakcie

Najväčší problém kvantových počítačov padol

Kanadský startup Qubic predstavil riešenie, ktoré môže situáciu radikálne zmeniť. Vyvinul kryogénny zosilňovač s názvom TWPA (traveling-wave parametric amplifier), ktorý využíva špeciálne kvantové materiály a funguje prakticky bez tepelných strát. Podľa spoločnosti sa podarilo znížiť tepelné emisie až desaťtisícnásobne, čo je prelomový výsledok. Dodali, že toto zariadenie znížilo tepelný výkon 10 000-násobne, teda prakticky na nulu.

Firma plánuje uviesť zariadenie na trh v roku 2026 a verí, že tým odstráni jednu z kľúčových bariér, ktoré bránia škálovaniu kvantových počítačov do komerčnej sféry. Podľa zakladateľa Qubic Technologies Jérôma Bourassu ide o krok, ktorý posunie celý sektor bližšie k praktickým kvantovým strojom schopným riešiť problémy za hranicou možností dnešných superpočítačov.

Vývoj v tejto oblasti je intenzívny a paralelne prebieha viacero smerov. Niektoré tímy pracujú na nových chladiacich systémoch, iné testujú svetelné qubity, ktoré by dokázali fungovať pri izbovej teplote. Objavujú sa aj radikálne prístupy, ako napríklad mechanické qubity vyvinuté na ETH Zürich, ktoré sa snažia obísť tradičný koncept kvantového počítača.

Nový zosilňovač z dielne Qubic tak nezaručuje okamžitý príchod masovo dostupných kvantových počítačov, ale ukazuje, že najväčšie technické problémy sa dajú postupne eliminovať. Ak sa podarí odstrániť tepelnú záťaž, cesta k praktickému nasadeniu kvantových systémov bude opäť o krok kratšia.

Čítajte viac z kategórie: Novinky