Prispevek na spletnem portalu slovenskega časnika DELO o sodelovanju slovenskih raziskovalcev z Inštituta Jožef Stefan pri razvoju kvantnega računalnika. Zanimivo branje, kam se usmerja kvantno računalništvo v svetu in slovenski prispevek pri tem.
Slovenski raziskovalci in kvantno računalništvo (IJS)
- Sodelovanje z nobelovci in Googlom: Raziskovalci z Inštituta Jožef Stefan (IJS), pod vodstvom prof. dr. Dragana Mihailovića, sodelujejo pri razvoju kvantnega računalništva (angl. Quantum computing).
- Sodelovanje se je začelo pred dvema letoma z obiskom Nobelovega nagrajenca Michela H. Devoreta na IJS.
- Devoret in John M. Martinis sta med tremi nagrajenci za fiziko in sodelujeta/sta sodelovala z Googlovo ekipo Quantum AI.
- Osrednji Izzivi (IJS): Skupina IJS raziskuje poti za zmanjšanje dekoherence in izboljšanje kakovosti kvantnih naprav, kot so transmóni.
Nobelova nagrada za fiziko za leto 2025 in kvantni temelji
- Nagrajenci 2025: John Clarke, Michel H. Devoret in John M. Martinis.
- Njihovo odkritje: Z eksperimenti so premaknili mejo, do katere velikosti sistema se lahko pokažejo kvantnomehanski učinki (kvantno tuneliranje, superpozicija, prepletenost).
- Dokazali so, da se lahko večdelčni sistem iz superprevodnih komponent (elektronsko vezje), ki se na prvi pogled zaradi velikosti ne bi smel, obnaša kvantno (npr. tunelira).
- Ustvarili so superprevodni električni tokokrog z lastnostjo, znano kot Josephsonov stik (angl. Josephson effect), ki je temelj za sodobne kvantne bite ali kubite (angl. Qubit).
Ključni koncepti kvantnega računalništva
- Josephsonov stik: Tanek sloj nesuperprevodnega materiala med dvema slojema superprevodnega. Stik omogoča, da pari superprevodnih elektronov tunelirajo skozi pregrado (Josephsonov efekt, odkrit Brian Josephson, nobelovec 1973).
- Transmón: Najpogostejša naprava v kvantnem računalništvu (vrsta superprevodnega nabojnega kubita).
- Razvit za zmanjšano občutljivost na električni šum.
- Deluje kvantno (ima amplitudo in fazo), za razliko od klasičnih tranzistorjev (0 ali 1).
- Glavni izziv: ohranjanje faze dovolj dolgo za izračune.
Razvoj kvantnih računalnikov
- Trenutno stanje: Razvoj hitro napreduje.
- Danes se govori o računalnikih z redom 100 kubitov, ki naj bi izvajali računske postopke, ki jih klasični računalniki ne morejo.
- Googlov napredek: Delo nobelovcev je temelj Googlovega dela.
- Googlov kvantni čip willow naj bi zmanjšal napake z večanjem števila kubitov.
- Čip je standardni izračun opravil v manj kot petih minutah; klasični superračunalnik bi zanj potreboval 1025 let.
- Alternativni razvoj (IJS): Skupina prof. dr. Roka Žitka na IJS in FMF Univerze v Ljubljani razvija Andreeve spinske kubite, ki bi lahko postali konkurenčna alternativa transmonom.