Исследователи теоретически продемонстрировали, что интеграция крошечных квантовых батарей непосредственно в систему может в четыре раза увеличить ее кубитную емкость.
Исследователи предложили теоретический подход к питанию квантовых компьютеров с использованием квантовых батарей.
Это совместная работа, выполняемая исследователями из Национального научного агентства Австралии, CSIRO, Университета Квинсленда и Окинавского института науки и технологий (OIST).
Команда утверждает, что интеграция квантовых батарей в архитектуру компьютера может предложить путь к более быстрой обработке и энергоэффективности. Это также может устранить физические барьеры для масштабирования.
"Мы подсчитали, что системы, работаемые от квантовых батарей, будут генерировать значительно меньше тепла, требовать меньше компонентов проводки и вместить больше кубитов в одно физическое пространство - все важные шаги по созданию практичных, масштабируемых квантовых компьютеров", - сказал доктор Джеймс Куач, соавтор исследования и руководитель исследования квантовых батарей CSIRO.
Квантовые компьютеры предлагают изменяющую мир вычислительную мощность в различных областях, от медицины до финансов.
Тем не менее, для этого требуются огромные, энергоемкие холодильные установки и сложное внешнее оборудование. Эти препятствия остановили рост квантовых компьютеров.
Текущая проблема масштабирования проста: чем больше кубитов (квантовых бит) вы добавляете, тем больше тепла вы генерируете и тем больше проводов вам нужно. В конце концов, у вас закончится место и охлаждающая способность.
Исследователи теоретически продемонстрировали, что интеграция крошечных квантовых батарей непосредственно в систему может в четыре раза увеличить ее кубитную емкость.
Перерабатывая внутреннюю энергию, а не полагаясь на сеть, эти бортовые батареи могут сократить энергопотребление и предложить компактное решение для удовлетворения огромных потребностей в энергии, которые в настоящее время останавливают квантовый рост.
«Квантовые батареи маленькие и мощные. Наши результаты приближают нас на шаг к решению проблем, связанных с энергией, охлаждением и инфраструктурой, ограничивающими квантовые компьютеры" - объяснил Куах.
«Это все равно, что дать компьютеру собственный внутренний топливный бак. Вместо того, чтобы постоянно заправлять его из электрической сети, батарея заряжается во время работы компьютера", - добавил Куах.
По сравнению с литий-ионной батареей в вашем телефоне, квантовая батарея не зависит от химических реакций.
Он накапливает энергию от света, позволяя технологии перезаряжаться с помощью простого воздействия.
Эта архитектура объединяет батарею и процессорные блоки посредством запутания, создавая единую квантовую связь, в которой мощность и логика сосуществуют.
Помимо эффективности, модель показывает удивительное преимущество скорости, известное как квантовая сверхэкстенсивность.
Это уникальное явление вносит поворот в стандартные вычисления: вместо того, чтобы замедляться по мере того, как они становятся все более сложными, система фактически ускоряется.
Исследование доказывает, что оно работает на бумаге; теперь следующая задача команды - построить рабочую модель, которая оживит эти квантовые батареи.
"Хотя квантовые батареи остаются развивающейся технологией и требуется дальнейшее развитие, этот подход создает захватывающие возможности для будущего квантовых вычислений", - сказал доктор Куах.
Результаты были опубликованы в журнале Physical Review X (PRX)