يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية معالجة كميات كبيرة من البيانات بسرعة أكبر لأنها تنفذ العديد من خطوات الحساب بالتوازي. حاملة المعلومات للكمبيوتر الكمومي هي كيوبت. لا تمتلك Qubits معلومات "0" و "1" فحسب ، بل تمتلك أيضًا قيمًا بينهما. ومع ذلك ، تكمن الصعوبة في إنتاج كيوبتات صغيرة بما يكفي ويمكن تبديلها بسرعة كافية لتنفيذ الحسابات الكمومية.
تعد الدوائر فائقة التوصيل خيارًا واعدًا للغاية. الموصلات الفائقة هي مواد لا تحتوي على المقاومة الكهربائية في درجات حرارة منخفضة للغاية ، وبالتالي إجراء تيار كهربائي دون أي خسائر. هذا مهم للحفاظ على الحالة الكمومية المكدسة وربطها بكفاءة.
كيوبت جرالمونيوم: فائقة التوصيل وحساسة
نجح باحثو KIT الآن في تطوير كيوبتات جديدة غير تقليدية فائقة التوصيل. "جوهر كيوبت فائق التوصيل هو ما يسمى تقاطع جوزيفسون الذي يعمل على تخزين المعلومات الكمومية. هنا ، أجرينا تعديلًا حاسمًا ، "يقول الدكتور إيوان إم. بوب من معهد KIT للمواد والتقنيات الكمومية (IQMT).
كقاعدة عامة ، يتم الحصول على تقاطعات جوزيفسون للبتات الكمومية فائقة التوصيل بواسطة حاجز أكسيد رفيع يفصل بين طبقتين من الألومنيوم. يقول بوب: "بالنسبة للكيوبتات الخاصة بنا ، نستخدم طبقة واحدة من الألومنيوم الحبيبي ، وهو موصل فائق مصنوع من حبيبات الألومنيوم بحجم بضعة نانومترات مدمجة في مصفوفة أكسيد". بعد ذلك ، يتم بناء المادة ذاتيًا في شبكة ثلاثية الأبعاد من تقاطعات جوزيفسون.
"إنه لأمر مدهش أن نرى أن جميع خصائص الكيوبت لدينا يسيطر عليها تقاطع صغير جدًا يبلغ 20 نانومتر فقط. وبالتالي ، فإنها تعمل كعدسة مكبرة لعيوب المواد المجهرية في الكيوبتات فائقة التوصيل وتوفر خيارًا واعدًا للتحسين "، يضيف سيمون جونزلر ، IQMT.
Qubits مصنوعة بالكامل من حبيبات الألومنيوم
يعتمد التقدم الذي أحرزه الفريق على نهج تم اختباره مسبقًا باستخدام ما يسمى بت فلوكسونيوم كيوبت. كانت أجزاء من هذا الإصدار السابق مصنوعة من حبيبات الألمنيوم ، بينما تتكون أجزاء أخرى من الألومنيوم التقليدي. الآن ، الكيوبتات بأكملها مصنوعة من الألومنيوم الحبيبي. "وإذا أمكن قطع دائرة كمومية من فيلم معدني ، فإن هذا ينتج عنه فرص جديدة تمامًا انتاج صناعي من خلال عمليات الحفر والتطبيق الموسع للكيوبتات ، على سبيل المثال في المجالات المغناطيسية القوية، "يقول دينيس ريجر من معهد Physikalisches KIT.
