Egy nemzetközi kutatási együttműködés keretében kompakt, hordozható, akár szobahőmérsékleten működő kvantumprocesszorok kifejlesztésén dolgoznak a HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont kutatói.
A hagyományos kvantumszámítógépek hatalmas, bonyolult és rendkívül drága infrastruktúrát igényelnek, működésükhöz ultra nagy vákuumra vagy extrém, a nulla fok közelében lévő hőmérsékletre van szükség. Az új fejlesztés azonban lehetővé teheti "hogy a jövő kvantumprocesszorai ne csak laboratóriumi kísérletek legyenek, hanem valódi, széles körben használható technológiák" – fogalmaztak közleményükben a kutatók.
A MAESTRO nevű, európai finanszírozású projekt célja olyan szilárdtest-alapú kvantumprocesszorok fejlesztése volt, amelyek gyémántban létrehozott, úgynevezett nitrogén-vakancia (NV) centrumokon alapuló kvantumbiteket használnak. Ezek az atomi léptékű kvantumrendszerek különleges tulajdonságaik révén nemcsak stabilak, hanem viszonylag magas – akár szobahőmérsékletű – környezetben is hosszú ideig megőrzik kvantumállapotukat.
A projekt egyik kulcsfontosságú újítása az volt, hogy a kvantumbitek állapotát nem optikai, hanem elektromos módszerekkel olvasták ki a kutatók. Ez a megközelítés jelentősen csökkentheti a kvantumprocesszorok méretét és komplexitását, miközben megnyitja az utat az iparilag is skálázható, integrált kvantumeszközök előtt.
A HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont kutatói elsősorban elméleti és számítógépes modellezéssel járultak hozzá a fejlesztéshez. A magyar csoport feladata annak feltárása volt, hogy a gyémántban létrehozott kvantumhibák – köztük a nitrogén-vakancia centrumok – miként viselkednek különböző anyagi és környezeti feltételek mellett, illetve hogyan optimalizálhatók a gyártási folyamatok a megbízható és nagy hozamú kvantumeszközök érdekében.
A MAESTRO projekt eredményeivel hosszabb távon nemcsak a kvantumszámítástechnika fejlődéséhez járulhat hozzá, hanem új alkalmazások előtt is megnyithatja az utat az adatbiztonság, az érzékeléstechnika, a mesterséges intelligencia és az ipari optimalizálás területén.
(MTI nyomán)
