Schrödinger macskája immár nem csak egy gondolatkísérlet alanya, hanem a kvantumszámítás egyik “múzsája” is – mivel egy általa ihletett új kvantumbit komoly előrelépést jelent a hibaellenállás területén, mivel macska qubit egészen lenyűgöző, tíz másodpercig őrizte meg a pontosságot a kvantumszámítási kísérletekben. Mit jelent mindez? Hogy az új kvantumbit az alapeleme lehet a jelenleginél megbízhatóbb kvantumszámítógépeknek – számol be róla a New Scientist.

A kvantumszámítástechnika elvileg ugye képes megbirkózni azokkal a kihívásokkal, amely túlmutatnak a hagyományos számítógépek képességein – a kvantumszámítógépek gyakorlati alkalmazása viszont jelenleg is gyerekcipőben jár; méghozzá elsősorban épp a gyakori működési hibák miatt. Ezeknek a hibáknak a mérséklése továbbra is a terület egyik legjelentősebb technikai kihívása, és a megoldást egy olyan kvantumszámítógép jelentené, amely képes önállóan kijavítani az eltéréseket.

A Zaki Leghtas által vezetett csapat a francia École Normale Supérieure-ben az Alice & Bob kvantumszámítástechnikai startup céggel együttműködve tervezte meg a macska qubitet. Ez a qubit csökkenti a bitflip néven ismert gyakori hibát – vagyis a 0 és 1 állapotok közötti nem szándékos váltást. A kutatók az eredményt úgy érték el, hogy manipulálták a szupravezető áramköröket tartalmazó chip apró üregében rekedt fényt, lehetővé téve, hogy a fény egyszerre két állapotban oszcilláljon, hasonlóan Schrödinger gondolatkísérletéhez, amelyben egy macska egyszerre volt élő és halott is.

A fizikusok több mint egy évtizede vetették fel először, hogy a macska qubitek eleve kevésbé lennének hajlamosak a bitflip hibákra. A problémát azonban az jelentette, hogy ezt a stabilitást a bitflip hibákkal szemben laborkörülmények között ténylegesen is megerősítsék. Leghtas és csapata kezdetben ezredmásodperceken belül észlelte a bitflip hibákat, de a mérési technikáik felülvizsgálatával jelentősen, tíz másodpercre növelték a macska qubit megerősített, hibamentes működését, ami tehát ezerszeres javulás a korábbi eredményekhez képest.

Bár jelenleg csak egy macska qubitet teszteltek sikeresen, ha az eredmény ismételt megerősítésre kerül, az olyan kvantumszámítógépekhez vezethet, amelyek egyszerre erősek és hatékonyak. Ezek a fejlett számítógépek több qubitet képesek lefoglalni a tényleges számításokhoz, ahelyett, hogy ezeket a hibák kijavítására használnák fel – a macska qubit így akár tízszeresére csökkentheti a hibajavításhoz szükséges qubitek számát.

Christian Andersen, a holland Delfti Műszaki Egyetem munkatársa szerint ugyanakkor bár a bitváltások között eltelt 10 másodperc nagyon hosszú idő egy qubit esetében, nem ez az egyetlen qubit tulajdonság, ami számít. Elképzelhető ugyanis, hogy miközben a macska qubit valóban ellenállóbb a bitflip hibákkal szemben, véletlen hajlamosabbá válik más típusú meghibásodásra. Szerinte így a jövőbeli kutatások célja, hogy megtalálják a legpraktikusabb módszert ennek kezelésére – mint elmondta:

“Ez nagyon klassz, szép előrelépés, de még mindig sok kihívás is van.”

(A cikkhez használt képet a DALL-E generálta)