Kvantehardware: Fra Bevis-på-Konsept til Tidlige Systemer
Kvantehardware går fra bevis-på-konsept til tidlige systemer, men ingeniørflaskehalser betyr at praktiske, storskala systemer fortsatt er flere tiår unna. Kvante teknologi har kommet inn i en avgjørende utviklingsfase som ligner den tidlige epoken av transistorer, ifølge en felles analyse utført av forskere fra flere institusjoner.
Forskning og Analyse
Forskere fra University of Chicago, MIT, Stanford, University of Innsbruck og Delft University of Technology vurderte seks ledende kvantehardware-plattformer i studien, inkludert:
- Superledende qubits
- Fangede ioner
- Nøytrale atomer
- Spin-defekter
- Halvlederkvanteprikker
- Fotoniske qubits
Gjennomgangen dokumenterte fremgang fra bevis-på-konsept eksperimenter til tidlige systemer med potensielle anvendelser innen databehandling, kommunikasjon, sensing og simulering, ifølge forskerne.
Ingeniørutfordringer og Fremtidige Behov
Storskala applikasjoner som komplekse kvantekjemisimuleringer krever millioner av fysiske qubits og feilrater langt utover dagens kapabiliteter, uttalte forskerne i analysen. Nøkkelingeniørutfordringer inkluderer:
- Materialvitenskap
- Produksjon av masseproduserbare enheter
- Kabling og signaloverføring
- Temperaturhåndtering
- Automatisert systemkontroll
Forskerne trakk paralleller til 1960-tallets “tallens tyranni”-problem som ble møtt i tidlig databehandling, og bemerket behovet for koordinert ingeniørarbeid og systemnivå designstrategier.
Teknologisk Beredskap og Fremtidige Utsikter
Teknologisk beredskapsnivå varierer mellom plattformene, med:
- Superledende qubits som viser høyest beredskap for databehandling
- Nøytrale atomer for simulering
- Fotoniske qubits for nettverksbygging
- Spin-defekter for sensing
Nåværende beredskapsnivåer indikerer tidlige systemnivådemonstrasjoner snarere enn fullt modne teknologier, uttalte forskerne. Fremgang vil sannsynligvis speile den historiske utviklingen av klassisk elektronikk, og kreve tiår med inkrementell innovasjon og delt vitenskapelig kunnskap før praktiske, nytte-skala systemer blir gjennomførbare, ifølge studien.
