Utrka za izgradnju najmoćnijeg kvantnog računala na svijetu, prema mišljenju američkog nobelovca hrvatskih korjena, Johna Martinisa, daleko je od završetka. Nakon što je obilježio dva prijelomna trenutka u razvoju tog područja, danas tvrdi da će sljedeći odlučujući iskorak za kvantna računala proizaći iz temeljitog preoblikovanja supravodljive hardverske tehnologije. Za povezana eksperimentalna istraživanja kvantnih pojava, Martinis je prošle godine dobio i Nobelovu nagradu.
U intervjuu za New Scientist, Martinis iznosi zašto vjeruje da njegov najnoviji pothvat može dovesti do najmoćnijeg kvantnog računala na svijetu.
Od početnih neuspjeha do Nobelove nagrade
Martinis je prvi put snažno utjecao na kvantna istraživanja 1980-ih na Sveučilištu Kalifornije u Berkeleyju, kada fizičari nisu bili sigurni proteže li se kvantna mehanika izvan svijeta subatomskih čestica.
Postojalo je pitanje može li neka makroskopska varijabla izbjeći zakonitosti kvantne mehanike, a budući da sam bio mlad i tek učio kvantnu mehaniku, činilo mi se da je to nešto što moramo ispitati, rekao je.
Njegovi početni pokusi brzo su završili neuspjehom, no usavršavanje mikrovalne tehnike i razumijevanje izvora šuma doveli su do izrade sklopova u kojima su se mnoge nabijene čestice ponašale kao jedan kvantni objekt. Ta demonstracija makroskopske kvantnosti postavila je temelje supravodljivim kvantnim bitovima, koje danas široko primjenjuju, među ostalima, IBM i Google.
"Sve se svodi na sustavno inženjerstvo"
Desetljećima poslije, vodeći Googleov tim, konstruirao je prvo računalo koje je ostvarilo "kvantnu nadmoć". Gotovo pet godina bilo je jedino računalo sposobno provjeriti rezultat nasumičnog kvantnog sklopa, prije nego što su ga klasični računalni sustavi sustigli. Taj uspjeh istaknuo je, i napredak, i ograničenja.
Ako želite izgraditi vrlo složen računalni sustav, sve se svodi na sustavno inženjerstvo, rekao je Martinis, osvrćući se na vlastito iskustvo u razvoju mikrovalne elektronike, kriostata i proizvodnih postupaka.
Novi pristup izradi kvantnih računala
Godine 2024., uoči svog 70. rođendana, Martinis je suosnovao tvrtku QoLab, kako bi krenuo drukčijim putem. Smatra da današnje proizvodne metode podsjećaju na tehnologije sredine 20. stoljeća te da ne mogu omogućiti pouzdano skaliranje na milijune kvantnih bitova. Njegova nova tvrtka preispituje izradu čipova i arhitekturu ožičenja s ciljem integriranja guste mreže mikrovalnih komponenti izravno u skalabilne čipove te smanjenja troškova razvoja, izrade i skaliranja kvantnog računala.
Jedini put prema najmoćnijem kvantnom računalu
Na pitanje što bi učinio s velikim, besprijekorno pouzdanim kvantnim računalom, Martinis je izdvojio kvantnu kemiju i znanost o materijalima, uključujući unapređenje eksperimenata nuklearne magnetske rezonancije. Optimizacijske zadatke i kvantnu umjetnu inteligenciju, rekao je, vidi više kao pristup isprobajte pa vidite funkcionira li to.
Glavna prepreka, kaže, ostaje hardverski šum. Pravi je problem to što stvarni kvantni bitovi imaju izvore šuma, rekao je Martinis, navodeći toplinu, materijalne nečistoće i ometajuća "dvostupanjska stanja" (neželjeni mikroskopski defekti u materijalima od kojih su izrađeni kvantni čipovi). Uklanjanje tih fizikalnih ograničenja, smatra, jedini je put prema izgradnji najmoćnijeg kvantnog računala na svijetu.
