Komputer kuantum boleh memproses sejumlah besar data dengan lebih pantas kerana mereka menjalankan banyak langkah pengiraan secara selari. Pembawa maklumat komputer kuantum ialah qubit. Qubits bukan sahaja mempunyai maklumat "0" dan "1," tetapi juga nilai di antaranya. Walau bagaimanapun, kesukaran terdiri daripada menghasilkan qubit yang cukup kecil dan boleh ditukar dengan cukup cepat untuk melaksanakan pengiraan kuantum.
Litar superkonduktor adalah pilihan yang sangat menjanjikan. Superkonduktor ialah bahan yang tidak mempunyai rintangan elektrik pada suhu yang sangat rendah dan, oleh itu, mengalirkan arus elektrik tanpa sebarang kehilangan. Ini penting untuk mengekalkan keadaan kuantum qubit dan untuk menghubungkan mereka dengan cekap.
Gralmonium qubit: Superkonduktor dan sensitif
Penyelidik KIT kini telah berjaya membangunkan novel, qubit superkonduktor yang tidak konvensional. “Inti qubit superkonduktor adalah apa yang dipanggil persimpangan Josephson yang berfungsi untuk menyimpan maklumat kuantum. Di sini, kami membuat pengubahsuaian penting,” kata Dr. Ioan M. Pop dari Institut Bahan dan Teknologi Kuantum (IQMT) KIT.
Sebagai peraturan, simpang Josephson sedemikian untuk bit kuantum superkonduktor diperolehi oleh penghalang oksida nipis yang memisahkan dua lapisan aluminium. "Untuk qubit kami, kami menggunakan satu lapisan aluminium berbutir, superkonduktor yang diperbuat daripada butiran aluminium dengan saiz beberapa nanometer yang tertanam dalam matriks oksida," kata Pop. Kemudian, bahan itu distrukturkan sendiri dalam rangkaian tiga dimensi persimpangan Josephson.
"Sangat menarik untuk melihat bahawa semua sifat qubit kami dikuasai oleh persimpangan yang sangat kecil iaitu 20 nm sahaja. Akibatnya, ia bertindak seperti kaca pembesar kecacatan bahan mikroskopik dalam qubit superkonduktor dan menawarkan pilihan yang menjanjikan untuk penambahbaikan," tambah Simon Günzler, IQMT.
Qubits sepenuhnya diperbuat daripada aluminium berbutir
Kemajuan yang dicapai oleh pasukan adalah berdasarkan pendekatan yang diuji sebelum ini menggunakan apa yang dipanggil fluxonium qubits. Sebahagian daripada versi pendahulu ini diperbuat daripada aluminium berbutir, manakala sebahagian lagi terdiri daripada aluminium konvensional. Kini, keseluruhan qubit diperbuat daripada aluminium berbutir. "Dan jika litar kuantum boleh dipotong daripada filem logam, ini menghasilkan peluang yang sama sekali baru untuk pengeluaran perindustrian dengan proses etsa dan aplikasi lanjutan qubit, contohnya dalam medan magnet yang kuat,” kata Dennis Rieger dari Institut Physikalisches KIT.
