Naujojo Pietų Velso universiteto (UNSW) mokslininkų sukurtas kubitas vadinamas „aprengtu“ kvantiniu bitu, nes komanda apjungė vieną atomą ir elektromagnetinį lauką. Taip jie sugebėjo išlaikyti kvantinių bitų superpoziciją – egzistavimą dviejose būsenose tuo pat metu – 10 kartų ilgiau, nei anksčiau ir šis papildomas laikas kvantinius skaičiavimus gali padaryti daug stabilesnius.

„Sukūrėme naują kvantinį bitą, kur vieno elektrono sukinys sujungtas su stipriu elektromagnetiniu lauku“, – sako tyrėjas Arne Lauchtas. „Šis kvantinis bitas yra plačiau panaudojamas ir ilgiau gyvuoja nei vien elektronas, ir taip galima sukurti patikimesnius kvantinius kompiuterius.“

Nors dažnai teigiama, kad kvantiniai kompiuteriai nepalyginamai galingesni už dabar naudojamus kompiuterius – jų skaičiavimo sparta šimtus milijonų kartų didesnė, – vienas barjerų, neleidžiančių šio potencialo išnaudoti, yra pati superpozicija. Būtent dėl jos kvantiniai kompiuteriai yra tokie patrauklūs, nes gebėjimas informacijai užimti dvi būsenas tuo pačiu metu atveria technologijai praktiškai neįsivaizduojamus skaičiavimo pajėgumus. Bet ši kvantinių kompiuterių stiprybė yra ir jų Achilo kulnas, nes superpozicija yra labai trapi ir trumpai gyvuojanti, tad mokslininkams labai sunku realizuoti pribloškiamą kvantinių kompiuterių potencialą.

„Didžiausia kvantinių objektų panaudojimo skaičiavimams kliūtis – išsaugoti trapią jų superpoziciją pakankamai ilgai, kad būtų galima atlikti naudingus skaičiavimus“, – paaiškino vienas iš komandos narių Andrea Morello.

Bet paveikę vieną silicio atomą labai stipriu, nuolat osciliuojančiu mikrobangų ruožo elektromagnetiniu lauku, tyrėjai sugebėjo išsaugoti jo superpoziciją 10 kartų ilgiau, nei įprastą kubitą. Ilgesnis „aprengto kubito“ gyvavimo laikas žmogaus požiūriu vis vien itin trumpas – vos 2,4 milisekundės, bet tiek pakaktų atlikti daug daugiau operacijų kvantiniu kompiuteriu.

Elektromagnetinis laukas ne tik pratęsia superpoziciją, bet ir suteikia mokslininkams daugiau manipuliavimo kubitu galimybių. „Šis naujasis „aprengtas kubitas“ gali būti kontroliuojamas įvairiais būdais, kurie „neaprengto kubito“ atveju būtų nepraktiški“, sako A. Morello. „Pavyzdžiui, jį galima kontroliuoti, paprasčiausiai moduliuojant mikrobangų lauką, panašiai kaip FM radiją. Tam tikra prasme, būtent todėl aprengti kubitai atsparesni triukšmui, – priduria jis. – Kvantinę informaciją kontroliuoja dažnis, kuris stiprus kaip uola, tuo tarpu amplitudę išoriniai trukdžiai paveikia lengviau“.

Tačiau iki pačių kvantinių kompiuterių sukūrimo dar toloka. Nors „Google“ sukūrė simuliaciją, kuri, jų tvirtinimu, yra kvantinis kompiuteris, ne visi įsitikinę, kad jų įrenginys yra toks galingas, koks turėtų būti tikras kvantinis kompiuteris. Bet kai kvantiniai kompiuteriai atsiras, „aprengtų kubitų“ technika veiks su tokiais silicio lustais, kokie naudojami dabartiniuose skaitmeniniuose prietaisuose, tvirtina tyrėjai.

„Šis rezultatas suteikia mums naują įrankį kurti galingus ir patikimus kvantinius procesorius iš silicio, naudojant standartinius gamybos metodus, kurie dabar naudojami, gaminant įprastus kompiuterius“, – pabrėžia A. Lauchtas.