Superchladnička IBM pre kvantové počítače je chladnejšia ako vesmír
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 14. 9. 2022
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Kvantové výpočty si vyžadujú extrémne nízke teploty a preto spoločnosť IBM postavila a predviedla obrovskú „superchladničku“ s kódovým označením Project Goldeneye, ktorá chladí veci chladnejšie ako vesmír.
Kvantové počítače získavajú svoju neuveriteľnú rýchlosť a výkon vďaka využitiu strašidelnej oblasti kvantovej fyziky. Vlastnosti ako superpozícia, keď častice môžu existovať v dvoch stavoch súčasne, môžu umožniť súčasné spracovanie veľkého množstva údajov, zatiaľ čo prepletenie môže účinne „teleportovať“ informácie.
Problémom je, že tieto stavy sú veľmi citlivé na rušivé vplyvy prostredia, vrátane tepla. Preto sa kvantové experimenty a počítače zvyčajne musia udržiavať pri kryogénnych teplotách len zlomok stupňa nad absolútnou nulou, pri ktorých atómy nemajú takmer žiadnu energiu.
Udržať zariadenia v takomto chlade nie je jednoduché, a preto spoločnosť IBM teraz vytvorila skúšobný koncept nového chladiaceho systému. Goldeneye je takzvaná riediaca chladnička, ktorá využíva zmes hélia-3 a hélia-4 na ochladenie svojho obsahu na úroveň milikelvinov (mK), teda tisíciny stupňa nad absolútnou nulou.
Zariadenie Goldeneye však bolo navrhnuté tak, aby odstránilo niekoľko nedostatkov v existujúcich riediacich chladničkách. Na začiatok obsahuje experimentálny objem 1,7 m3, čo je dva až trikrát viac ako predchádzajúce riediace chladničky. Navyše je modulárne a má lastúrovitú konštrukciu, ktorá umožňuje otvoriť vonkajšiu vákuovú komoru do strany, aby mali vedci ľahký prístup k vnútornému hardvéru.
Táto superchladnička sa dá vybaviť rôznymi chladiacimi jednotkami, ktoré chladia na rôzne teploty, a jej hmotnosť 6,7 tony pomáha tlmiť vibrácie, ktoré môžu rušiť kvantové zariadenia. Dôležité je, že zaberá len jednu desatinu priestoru existujúcich riediacich chladničiek s rovnakým výkonom. Toto zjednodušenie znamená, že by ju mohli obsluhovať aj oveľa menšie tímy vedcov.
Počas testov sa dokázal chladiaci systém Goldeneye ochladiť na teplotu len 25 mK, čo je 1000-krát menej ako priemerná teplota vo vesmíre. Keď tím IBM umiestnil dovnútra kvantový čip a ochladil ho, podarilo sa im dosiahnuť koherenčný čas (ako dlho si qubity uchovávajú informácie) približne 450 mikrosekúnd. Možno to neznie ako veľa, ale je to na úrovni existujúcich riediacich chladničiek.
Akokoľvek sľubne to znie, spoločnosť IBM tvrdí, že v súčasnej podobe sa systém pravdepodobne nebude používať na chladenie kvantových počítačov. Testované koncepty sa však využijú pri tvorbe ďalších generácií chladiacich systémov.
