Nemci prelomili veľkú bariéru kvantových počítačov. Ich nový systém poháňajú diamanty
Svet kvantových výpočtov zažíva nečakaný posun. Inžinieri z nemeckého startupu Saxon Q totiž verejnosti predstavili systém, ktorý mení pravidlá hry – prvý kvantový počítač založený na diamantoch, ktorý prekonáva hranicu 10 qubitov a funguje v podmienkach izbovej teploty.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneZatiaľ čo doterajšie kvantové počítače od gigantov ako IBM či Google vyžadujú komplexné kryogénne chladiace systémy, novinka z Nemecka sa zmestí do štandardného serverového racku. Výsledky experimentu ukazujú, že technológia využíva defekty v syntetických diamantoch, známe ako dusíkové vakancie (NV centrá), ktoré slúžia ako základ pre kvantové bity.
Ako funguje kvantový diamant
Celá technológia stojí na fascinujúcom fyzikálnom jave. Vedci už v 70. rokoch zistili, že určité diamanty pri ožiarení vyžarujú červené svetlo. Tento jav spôsobuje prítomnosť atómu dusíka na mieste, kde by v dokonalej uhlíkovej mriežke mal byť atóm uhlíka.
„Chybné“ diamanty vytvárajú v štruktúre vakancie, kde sú elektróny uväznené a môžu rotovať nezávisle od svojho okolia. Inžinieri následne pomocou laserov a mikrovlnných pulzov manipulujú týmito spinmi, čím dosahujú stavy, ktoré klasické binárne počítače nedokážu spracovať.
Pre bežného používateľa to znamená, že kvantové operácie sa stávajú prístupnejšími. Saxon Q už teraz ponúka systémy so 128 qubitmi, pričom budúci rok plánuje dodať verzie s 512 qubitmi. Cieľom firmy je do roku 2030 dosiahnuť kapacitu 10 000 qubitov.
Kľúčová rola síry v inovácii
Marius Grundmann, profesor experimentálnej fyziky na Leipzigskej univerzite a spoluzakladateľ Saxon Q, vysvetľuje, že tajomstvo úspechu spočíva v materiálovom inžinierstve. Tím pri tvorbe vakancií v laboratórnych diamantoch využíva ko-implantáciu síry.
Metóda zvyšuje chemický potenciál a zabezpečuje, že vakancia je stabilne negatívne nabitá. Práve toto riešenie umožnilo vedcom prekonať doterajšiu bariéru 10 qubitov, s ktorou sa trápili iné výskumné tímy po celom svete. Chyba na úrovni 99,98 % pri operáciách s jedným qubitom je porovnateľná so špičkovými výsledkami, ktoré dosahujú iné známe laboratóriá.
Podobné technologické skoky, aj keď v úplne odlišných odvetviach, často narážajú na energetické limity. Je fascinujúce sledovať, ako sa energetická efektivita stáva kľúčovou témou nielen v kvantovej fyzike, ale aj v energetike. Podobné výzvy, akým čelí súčasná priemyselná výroba, nájdete aj v našom nedávnom článku o tom, ako energetická kríza obmedzuje výrobu v automobilkách.
Kvantový výkon priamo v racku
Najväčšou výhodou systému Saxon Q je jeho praktická nasaditeľnosť. Namiesto špecializovaných laboratórií s nulovou gravitáciou či extrémnym chladením stačí počítač jednoducho pripojiť do elektrickej siete. To otvára dvere pre edge computing, kde je potrebná vysoká výpočtová sila v reálnom čase, napríklad pri vývoji autonómnych systémov či v robotike.
Cloudové riešenia, ktoré dnes dominujú kvantovému počítaniu, prinášajú nežiaducu latenciu. Prenosný systém, ktorý beží lokálne, tieto prekážky eliminuje. Je však potrebné podotknúť, že v porovnaní so supravodivými systémami sú diamantové NV systémy zatiaľ v inej kategórii z hľadiska čistého výpočtového výkonu.
Výskum v tejto oblasti je neustále v pohybe a dôležité sú aj menej nápadné zmeny v okolitom vesmíre, ktoré môžu ovplyvniť naše chápanie fyziky, napríklad ako sme nedávno písali o tom, že atmosféra Pluta sa rapídne mení. Každý podobný objav nás posúva o krok bližšie k lepšiemu pochopeniu základných zákonov sveta.

Budúcnosť a výzvy
Aj keď sú výsledky Saxon Q optimistické, pred vedcami stojí zásadná úloha: miniaturizácia. Súčasné čipy podporujú len 8 až 16 qubitov. Aby sa kvantové počítače mohli vyrovnať superpočítačom, musia inžinieri na jeden čip vtesnať tisíce, ak nie milióny qubitov.
Nemecký tím však verí, že práve ich cesta cez diamanty je tou správnou. Ak sa im podarí úspešne škálovať výrobu týchto čipov, kvantová revolúcia by sa mohla presunúť z teoretických akademických diskusií do praktického nasadenia v bežných technologických centrách.
Záujem o kvantové počítače je v súčasnosti obrovský. Firmy hľadajú spôsoby, ako zrýchliť vývoj umelej inteligencie či optimalizovať logistiku. Saxon Q svojím prístupom dokazuje, že aj v segmente, kde doteraz vládli veľké korporácie, majú menšie a agilnejšie tímy miesto, ak prídu so skutočne inovatívnym riešením problému chladenia.
Vývoj budeme naďalej pozorne sledovať. Tento nemecký míľnik môže byť len začiatkom éry, v ktorej bude mať vlastný kvantový výkon k dispozícii takmer každý väčší podnik.
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

Kvantové počítače zlomili kľúčový rekord. Nové spojenie zvládne vyše 1 000 previazaní za sekundu

Vedci našli pod vodou záhadné mesto, ktoré môže mať až 40 000 rokov. Prepíše dejiny ľudstva

Zo Slovenska rastie globálny biotech hráč. Jeho technológia môže zmeniť liečbu rakoviny

Už čoskoro vyvrcholí jeden z najnevyspytateľnejších meteorických rojov. Uvidíš ho aj zo Slovenska

Černobyľ po 40 rokoch opäť prekvapil vedcov. Odhalili nečakanú vlastnosť rádioaktívneho paliva
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Rodina 160 rokov potichu budovala potravinárske impérium. Vyrába jedlo, ktoré si Slováci obľúbili

Banky mu nepožičali, na prvú reštauráciu si zarobil v rafinérii. Teraz má majetok 17 miliárd eur

Slováci rozdávali politikom známky ako v škole. Šimkovičová prepadla, prekvapil víťaz

Slovenskí zamestnávatelia vo veľkom naberajú ľudí nad 50 rokov: Vekové stereotypy ustupujú tvrdej realite

Tri fabriky presúvajú výrobu zo Slovenska. Končí sa aj tradícia dlhšia ako 200 rokov
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Automobilky majú veľkú dilemu: Kia povedala pravdu o EV, ktorú Brusel nechce počuť
- Skylink na Slovensku končí. Nahradí ho známa značka, diváci dostanú nové TV stanice
- Prekvapivá krajina má obrovský záujem o slovenské zbrane. Kúpia pokročilé systémy za milióny eur
- Predbehla Netflix a rastie ďalej. Slovenská streamovacia služba prilákala 800-tisíc divákov
- Po 40 rokoch sa vrátili do zlatej bane a našli jackpot. Kritický materiál dostanú zbrane budúcnosti
-
- Prekvapivá krajina má obrovský záujem o slovenské zbrane. Kúpia pokročilé systémy za milióny eur
- Skylink na Slovensku končí. Nahradí ho známa značka, diváci dostanú nové TV stanice
- Automobilky majú veľkú dilemu: Kia povedala pravdu o EV, ktorú Brusel nechce počuť
- Po 40 rokoch sa vrátili do zlatej bane a našli jackpot. Kritický materiál dostanú zbrane budúcnosti
- Energetický prevrat v Európe. Blízko Slovenska leží obrovské ložisko s 43 miliónmi ton vzácnej suroviny
-
- Černobyľ po 40 rokoch opäť prekvapil vedcov. Odhalili nečakanú vlastnosť rádioaktívneho paliva
- O toto išlo Rusom celý čas. Obsadili jedno z najväčších ložísk dôležitej suroviny v Európe
- Prekvapivá krajina má obrovský záujem o slovenské zbrane. Kúpia pokročilé systémy za milióny eur
- Skylink na Slovensku končí. Nahradí ho známa značka, diváci dostanú nové TV stanice
- Európska jadrová veľmoc ukázala svoju novú zbraň s doletom 9500 km. Letí rýchlosťou až Mach 20
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Rodina 160 rokov potichu budovala potravinárske impérium. Vyrába jedlo, ktoré si Slováci obľúbili

Banky mu nepožičali, na prvú reštauráciu si zarobil v rafinérii. Teraz má majetok 17 miliárd eur

Slováci rozdávali politikom známky ako v škole. Šimkovičová prepadla, prekvapil víťaz

Slovenskí zamestnávatelia vo veľkom naberajú ľudí nad 50 rokov: Vekové stereotypy ustupujú tvrdej realite

