Innovation

Så fungerar en kvantdator

Kvantdatorns superkraft är känslig för störningar. Grafik: Jonas Askergren, fakta: Peter Ottsjö, källor: IBM, Chalmers, Nature Foto: Sören Håkanlind
Kvantdatorns superkraft är känslig för störningar. Grafik: Jonas Askergren, fakta: Peter Ottsjö, källor: IBM, Chalmers, Nature Foto: Sören Håkanlind
Foto: Grafik: Jonas Askergren / Bild: Chalmers
Foto: Grafik: Jonas Askergren / Bild: Chalmers

En svensk miljardsatsning vill ta täten i kapplöpningen mot kvantdatorn. Ny Teknik förklarar: Så här fungerar en kvantdator.

Publicerad

Krestarna i kvantdatorn, som placerats på mikrochip, kyls ner i ett utspädningskryostat som är placerat i ett mätlabb. För att minska känsligheten för dekoherens sänks temperaturen till 15 millikelvin (minus 273 grader Celsius, eller kallare än det är i yttre rymden).

1. Kvantbitar är extremt känsliga för störningar utifrån. Samtidigt måste de, med hjälp av mikrovågsfotoner, manipuleras för att dess kretsar ska kunna kontrolleras och för att programmen ska kunna köras. Här används dämpare och filter för att skydda mot termiskt brus och för att få ner exakt rätt antal fotoner. Signalerna färdas via koaxialkablar som är en millimeter i diameter.

2. Blandkammaren gör det möjligt att kyla kvantprocessorn och dess tillhörande komponenter till 15 millikelvin. Även om kvantegenskaper uppträder vid högre temperaturer än så krävs nedkylningen för att göra systemet mer stabilt.

3. Här sitter själva kvantprocessorn. Den är placerad inuti en sköld som skyddar mot variationer i magnetfält, som annars kan störa kvantbitarna.

Läs mer:

4. För att kunna utläsa resultatet av de beräkningar som skett i kvantprocessorn krävs en eller flera signalförstärkare. Utöver förstärk-ningen minimeras också brus.

5. Kryoisolatorer hjälper kvantbit-signaler att ta sig vidare. Även dessa hjälper till med att reducera brus.

6. Supraledande koaxialkablar. På den här temperaturnivån används supraledande koaxialkablar för att minimera signalförluster. Supraledare leder värme dåligt vilket minskar uppvärmningen.

7. I ett sista steg förstärks signalen ytterligare.