Zariadenie s názvom Goldeneye chladí na teplotu blízku absolútnej nule.
Kvantový počítač. Zdroj: iStockphoto.com
Aby kvantové počítače správne fungovali, vyžadujú si extrémne nízke teploty. Práve preto spoločnosť IBM postavila obrovskú superchladničku s označením Project Goldeneye. Chladiace zariadenie dokáže veci schladiť na teplotu, ktorá je nižšia ako vo vesmíre.
Chlad ako pomocník
Vedci skúmajú hranice reality, študujú najchladnejšie, najvzdialenejšie, najnižšie a najvyššie energie a najmenšie veci vo vesmíre. Posúvanie technologických hraníc však nie je maličkosť a zvyčajne je potrebné skonštruovať úplne nové zariadenia.
Kvantové počítače získavajú neuveriteľnú rýchlosť a výkon tým, že preniknú do strašidelnej ríše kvantovej fyziky. Vďaka superpozícii (existovaniu v dvoch stavoch súčasne) a podobným magickým trikom môžu kvantové počítače spracovávať veľké objemy dát. Ich odvrátenou stránkou je, že kvantové výpočty bývajú veľmi citlivé na rušivé vplyvy z prostredia vrátane tepla. Preto sa pre správny chod kvantových experimentov musia počítače udržiavať pri kryogénnych teplotách, čo je len zlomok stupňa nad absolútnou nulou (mínus 273,15 stupňa Celzia). V daných podmienkach atómy nemajú takmer žiadnu energiu, a preto nerušia kvantové výpočty.
Udržať zariadenie v chlade nie je ľahké, a preto sa vedci z IBM rozhodli zostrojiť superchladiacu chladničku Goldeneye. Presnejšie povedané, je to typ „riediacej“ chladničky (z angl. dilution refrigerator), ktorá využíva na zmrazenie obsahu zmes hélia-3 a hélia-4.
Interiér experimentálnej superchladiacej chladničky Goldeneye. Zdroj: IBM
Prináša neoceniteľné výhody
Dnešné chladiace stroje sú obmedzené veľkosťou experimentov, ktoré sa do nich zmestia, počtom vstupných a výstupných portov a v neposlednom rade aj ich chladiacim výkonom. Zariadenie Goldeneye bolo navrhnuté tak, aby týmto nedostatkom predchádzalo. Vie schladiť experimentálny objem 1,7 kubického metra, čo je dvakrát až trikrát viac ako pri predchádzajúcich modeloch. Chladnička je modulárna a má špeciálny dizajn, ktorý umožňuje bočné otváranie vonkajšej vákuovej komory tak, aby mali vedci k vnútornému hardvéru ľahší prístup.
Goldeneye môže byť vybavený rôznymi chladiacimi jednotkami, ktoré vedia vytvárať iné finálne teploty. Celý stroj váži 6,7 tony a to mu pomáha tlmiť vibrácie, ktoré môžu rušiť kvantové vybavenie.
Chladnička od IBM zaberá celkovo asi len desatinu priestoru v porovnaní so súčasnými zariadeniami s podobným výkonom. O väčšinu z nich sa navyše musí starať početný tím operátorov. Výhodou Goldeneye je, že má plne automatizovaný systém a obsahuje špeciálne navrhnutý výložník, vďaka ktorému by jedného dňa mohol chladničku obsluhovať len jeden človek.
Pri testovaní dokázala chladnička ochladiť svoj obsah na teplotu mínus 273,15 stupňa Celzia a to je tisíckrát menej ako priemerná teplota vesmíru. Keď tím vedcov umiestnil kvantový čip dovnútra a ochladil ho, bol schopný dosiahnuť koherentný čas približne 450 mikrosekúnd (koherentný čas je dĺžka času, počas ktorej si uchoval informácie).
Podľa vyjadrenia IBM v chladničke fungujú všetky kvantové javy tak, ako majú. Goldeneye je zatiaľ iba testovacia platforma, otvára však cestu ďalším, pokročilejším zariadeniam.
