IBM gradi super hladnjak za kvantna računala
- Objavljeno u Znanost
Svima nam je poznato da današnje učinkovito kvantno računalstvo zahtijeva ekstremno niske temperature. Kako bi to omogućio, IBM je izradio i demonstrirao super hladnjak s kodnim imenom Goldeneye koji je u stanju hladiti na temperaturama nižim od onih koje vladaju u svemiru.
Svojstva poput superpozicije, gdje čestice mogu postojati u dva stanja u isto vrijeme, mogu dopustiti da se velike količine podataka obrađuju istovremeno, dok kvantna isprepletenost može učinkovito "teleportirati" informacije.
Problem je što su ta stanja vrlo osjetljiva na smetnje iz okoline, uključujući toplinu. Zbog toga je kvantna računala potrebno držati na kriogenim temperaturama samo djelić stupnja iznad apsolutne nule, gdje atomi nemaju gotovo nikakvu energiju.
Održavanje opreme tako hladnom nije lak podvig, zbog čega je IBM sada napravio dokaz koncepta za novi sustav hlađenja. Goldeneye je ono što je poznato kao "hladnjak za razrjeđivanje", koji koristi mješavinu helija-3 i helija-4 za hlađenje svog sadržaja do raspona mili-Kelvina (mK), ili tisućinki stupnja iznad apsolutne nule.
Pored toga, Goldeneye je dizajniran da izgladi nekoliko nedostataka u postojećim hladnjacima za razrjeđivanje. Za početak, sadrži eksperimentalni volumen od 1,7 m3, koji je dva do tri puta veći od prethodnih. Modularan je i ima preklopni dizajn koji omogućuje bočno otvaranje vanjske vakuumske komore kako bi znanstvenici mogli lako pristupiti unutarnjem hardveru.
Može se opremiti različitim rashladnim jedinicama koje hlade na različite temperature, a njegova težina od 6,7 tona pomaže u ublažavanju vibracija koje mogu ometati kvantnu opremu. Važno je da zauzima samo jednu desetinu prostora u odnosu na postojeće hladnjake za razrjeđivanje ekvivalentne snage. Sve ovo pojednostavljenje znači da njime mogu upravljati i puno manji timovi znanstvenika.
U testovima, Goldeneye se uspio ohladiti na samo 25 mK, što je 1.000 puta hladnije od prosječne temperature svemira. Kad je IBM tim stavio kvantni čip unutra i ohladio ga, uspjeli su postići vrijeme koherencije (koliko dugo kubiti zadržavaju svoje informacije) od oko 450 mikrosekundi. To možda ne zvuči puno, ali na razini je postojećih hladnjaka za razrjeđivanje.
Koliko god Goldeneye zvučalo obećavajuće, IBM kaže da se vjerojatno neće koristiti u sadašnjem obliku za hlađenje kvantnih računala, no testirani koncepti koristit će se za razvoj sljedećih generacija rashladnih sustava.