Många hoppas i dag på en helt ny typ av datorer som är oerhört mycket mer kraftfullare än dagens datorer, nämligen kvantdatorer. Ett problem är att de måste kylas ner till temperaturer nära absoluta nollpunkten.

Nu har ett australiensiskt och ett nederländskt forskarlag visat i var sin artikel i Nature att de kan bygga en kvantdator som är 15 gånger varmare än idag.

– Poängen med det är att de kan använda ett enklare kylsystem, och då kan kvantdatorn göras både mer kraftfull och billigare, säger Göran Wendin, professor i kvantfysik på Chalmers tekniska högskola.

Ettor och nollor

Den centrala beståndsdelen i en kvantdator består av så kallade kvantbitar. Tillsammans har de en oerhörd beräkningsförmåga. En vanlig dator räknar med ettor och nollor, i en kvantdator kan minsta beståndsdelen, en kvantbit, paradoxalt nog vara en etta och en nolla samtidigt.

Den förmågan gör att kvantdatorn har potential att bli en extremt kraftfull dator, så kraftfull att den kan lösa problem som dagens superdatorer inte är i närheten av att lösa.

Känslig för störningar

Men kvantdatorn har en svag punkt. Den är väldigt lättstörd, av vibrationer, strålning och värme som i det här sammanhanget kallas brus. Det störande bruset riskerar sätta kvantbitarna ur balans och kvanttillståndet bryts. Då går det inte längre att vara etta och nolla samtidigt.

De flesta av dagens kvantdatorer kan bara göra sitt jobb i en temperatur som är en tiondels grad över absoluta nollpunkten, -273 grader Celsius.

Extrem dyr kylning

Det innebär att de extremt små kvantbitarna måste omgärdas av stora system som kyls med helium, och kylsystem som kan gå ner till en tiondels grad över absoluta nollpunkten är extremt dyra.

Det australiensiska och nederländska forskarlagen har nu lyckats tillverka kvantbitar av extra rent kisel som inte är lika känsligt för störande brus.  

– Kvantbiten kan då vara både noll och ett samtidigt under mycket längre tid. I praktiken innebär det att man kan höja arbetstemperaturen, säger Göran Wendin.

Absoluta nollpunkten

Kvantbitarna av kisel klarar att göra beräkningar i temperaturer som är 15 gånger varmare än tidigare, alltså i 1,5 grader över den absoluta nollpunkten. Det är också väldigt kallt, men det kräver inte lika extremt dyra kylsystem.

Istället för att betala drygt tre miljoner för att kyla ner till en tiondels grad över absoluta nollpunkten så räcker det med ett kylsystem som kostar 100 000 kronor.

Dessutom kan kvantbitarna kopplas ihop med vanlig elektronik.

– Om de lyckas fullt ut har deras kvantbitar av kisel en chans att bli vinnande eftersom det går att skala upp med välkänd mikroprocessorteknologi, säger Göran Wendin.