Toshiba Corporation heeft een significante doorbraak aangekondigd in de kwantumcomputertechnologie met de ontwikkeling van de dubbele transmonkoppelaar, een innovatie bedoeld om de prestaties van supergeleidende kwantumcomputers te verbeteren. Deze doorbraak, in samenwerking met het Japanse onderzoeksinstituut RIKEN, heeft ertoe geleid dat een twee-qubitgate-fideliteit van 99,90% bereikt is, een wereldklasse standaard die de nauwkeurigheid in kwantumoperaties versterkt.
Fideliteit, een sleutelindicator in kwantumcomputing, meet hoe dicht een operatie bij het ideaal ligt, en hogere waarden duiden op een grotere precisie. Volgens Toshiba, belooft deze prestatie significante vooruitgang in praktische toepassingen, zoals koolstofneutraliteit en de ontwikkeling van nieuwe medicijnen, door de efficiëntie en schaalbaarheid van kwantumsystemen te verbeteren.
Toonaangevende technologie voor kwantumgates
De dubbele transmonkoppelaar is een verstelbaar apparaat dat twee supergeleidende qubits verbindt, wat snelle en precieze kwantumgate-operaties mogelijk maakt. In experimentele tests hebben Toshiba en RIKEN het resterende koppelen weten te verlagen tot slechts 6 kHz en een gate-operatietijd van 48 nanoseconden bereikt, een cruciale balans om fouten te minimaliseren en de stabiliteit van de kwantumtoestanden te behouden.
De gebruikte qubits zijn vastefrequentie-transmonen, bekend om hun structurele eenvoud en stabiliteit, wat hun fabricage vergemakkelijkt en een grotere haalbaarheid voor industriële schaal verzekert.
Impact en sleutelkenmerken
Deze ontwikkeling gaat fundamentele uitdagingen van kwantumcomputing aan zoals de noodzaak voor langere coherentietijden en de onderdrukking van resterende koppelingen. Volgens gepubliceerde gegevens bereikten de qubits coherentietijden (T1 en T2) die voldoende zijn om stabiele en precieze operaties te waarborgen.
- Coherentie: T1 tijden van tot 230 μs en T2 tijden van 360 μs in de qubits, indicatoren van verlengde stabiliteit.
- Flexibiliteit: Aanpassingen in de externe magnetische flux stellen controle over de koppelingskracht tussen qubits mogelijk, wat de operationele efficiëntie maximaliseert.
- Voortdurende prestatie: Tijdens 12 uur testen bleef de fideliteit van de twee-qubitgates gemiddeld op 99,90%, wat behoort tot de beste resultaten wereldwijd.
Op weg naar een toekomst van praktische kwantumcomputing
Deze doorbraak is gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift Physical Review X en maakt deel uit van het vlaggenschipproject Q-LEAP van het Japanse Ministerie van Onderwijs, Cultuur, Sport, Wetenschap en Technologie. Toshiba en RIKEN hebben als volgende doel de fideliteit van de kwantumgates tot 99,99% te verhogen en schaalbare technologieën te ontwikkelen voor kwantumsystemen van grote omvang.
De ontwikkeling van deze systemen is essentieel om complexe problemen op te lossen die buiten het bereik van klassieke computers liggen, waarmee Japan zijn rol als leider in kwantumonderzoek consolideert.
Een stap verder richting geavanceerde kwantumcomputing
Het succes van de dubbele transmonkoppelaar benadrukt het potentieel van supergeleidende kwantumcomputers in strategische sectoren, van energieduurzaamheid tot gepersonaliseerde geneeskunde. Toshiba en haar partners blijven vooruitgang boeken in het ontwerpen van technologieën die beloven niet alleen de wetenschap, maar ook de manier waarop we de meest uitdagende wereldwijde problemen benaderen, te transformeren.
bron: Toshiba