سختافزار کوانتومی در حال خروج از مرحله اثبات مفهوم است، اما گلوگاههای مهندسی به این معنی است که سیستمهای عملی و بزرگمقیاس همچنان دههها فاصله دارند.
فناوری کوانتومی وارد مرحله توسعه محوری مشابه دوران اولیه ترانزیستورها شده است، طبق تحلیل مشترک محققان از چندین موسسه.
دانشمندان از دانشگاه شیکاگو، MIT، استنفورد، دانشگاه اینسبروک و دانشگاه فناوری دلفت در این مطالعه شش پلتفرم پیشرو سختافزار کوانتومی را ارزیابی کردند، از جمله کیوبیتهای ابررسانا، یونهای به دام افتاده، اتمهای خنثی، نقصهای اسپین، نقاط کوانتومی نیمههادی و کیوبیتهای فوتونی.
این بررسی پیشرفت از آزمایشهای اثبات مفهوم به سیستمهای مرحله اولیه با کاربردهای بالقوه در محاسبات، ارتباطات، حسگری و شبیهسازی را مستند کرده است، طبق گفته محققان.
کاربردهای بزرگمقیاس مانند شبیهسازیهای پیچیده شیمی کوانتومی به میلیونها کیوبیت فیزیکی و نرخ خطای بسیار فراتر از تواناییهای فعلی نیاز دارند، دانشمندان در این تحلیل بیان کردند.
چالشهای کلیدی مهندسی شامل علم مواد، ساخت برای دستگاههای قابل تولید انبوه، سیمکشی و انتقال سیگنال، مدیریت دما و کنترل خودکار سیستم است، طبق این گزارش.
محققان شباهتهایی با مشکل "استبداد اعداد" دهه ۱۹۶۰ در محاسبات اولیه کشیدند و نیاز به استراتژیهای مهندسی هماهنگ و طراحی سطح سیستم را خاطرنشان کردند.
سطوح آمادگی فناوری در پلتفرمهای مختلف متفاوت است، با کیوبیتهای ابررسانا که بالاترین آمادگی را برای محاسبات، اتمهای خنثی برای شبیهسازی، کیوبیتهای فوتونی برای شبکهسازی و نقصهای اسپین برای حسگری نشان میدهند، این تحلیل دریافت.
سطوح آمادگی فعلی نشاندهنده نمایشهای سطح سیستم اولیه به جای فناوری کاملاً بالغ است، محققان بیان کردند. پیشرفت احتمالاً مسیر تاریخی الکترونیک کلاسیک را منعکس خواهد کرد و نیازمند دههها نوآوری تدریجی و دانش علمی مشترک قبل از عملی شدن سیستمهای مقیاس کاربردی است، طبق این مطالعه.


