Przecieranie drogi do obliczeń kwantowych
Urządzenia nadprzewodnikowe są obiecującymi kandydatami do zastosowania bitów kwantowych (kubitów) na powstającym polu kwantowego przetwarzania informacji. Mimo że mają rozmiar makroskopowy, charakteryzują się one ogólnymi właściwościami kwantowymi, takimi jak skwantowane poziomy energetyczne i superpozycja stanów energetycznych, które są powszechnie związane z atomami. Jako takie, kubity nadprzewodnikowe mogą pewnego dnia utworzyć podstawowe bloki strukturalne komputerów kwantowych. Przedtem należy jednak opracować technologię łączącą wymagany poziom kontroli nad dwupoziomowymi układami kwantowymi z możliwością produkcji masowej. Ponadto, aby wykorzystać pełny potencjał komputera kwantowego, wymagane byłoby manipulowanie informacjami kwantowymi zawartymi w stanach tysięcy oddziałujących kubitów. Partnerzy projektu SQUBIT-2 z Politechniki Delfijskiej w Holandii dokonali znaczącego postępu w tym kierunku. Badacze skupili się na standardowych kubitach strumieniowych, uzyskiwanych poprzez połączenie złącza Josephsona z przewodami nadprzewodników w celu utworzenia zamkniętego obwodu. Gdy pole magnetyczne zostało przyłożone prostopadle do zamkniętego obwodu, w miarę krążenia prądu w dwóch różnych kierunkach utworzyły się dwa stany superpozycji kwantowej. Pomiary emitowanego promieniowania mikrofalowego dokonane za pomocą nadprzewodnikowego interferometru kwantowego (SQUID, Superconducting Quantum Interference Device) dostarczyły dowodów na występowanie symetrycznego i asymetrycznego stanu superpozycji. Doświadczenia te stanowiły pierwsze pomiary spektroskopowe dwóch sprzężonych kubitów strumieniowych i dostarczyły sposób pomiaru czasu spójności układu. Najważniejszą cechą jest jednak liczba działań kwantowych, które można przeprowadzić przed zanikiem spójności kwantowej. Ponieważ czas każdego impulsu magnetycznego manipulującego kubitami strumieniowymi może być tak krótki, jak 1 nanosekunda, możliwe powinno być wykonanie setek działań, czyli znacznie mniej niż musiałby wykonać komputer kwantowy. Ewidentne okazało się zapotrzebowanie na lepsze sposoby sprzęgania kubitów ze sobą, a także z ich środowiskiem. Działania skierowano już w stronę lepszych metod wytwarzania w celu zmniejszenia wad w barierach połączenia i wydłużenia czasu spójności. Okaże się jeszcze, czy nadprzewodnikowe kubity kwantowe można odpowiednio dokładnie kontrolować, i czy można powiększyć skalę komputerów wykonanych z kubitów nadprzewodnikowych.
