A Bécsi Egyetem kutatói a világon elsőként működtettek egy kvantumszámítógépet a világűrben. Az egységet még 2025 júniusában állították pályára a SpaceX segítségével, a működtetése pedig csak igen komoly nehézségek árán vált lehetővé. Ez utóbbi jól mutatja, milyen komoly kihívást jelent egy technológia alkalmazása az űrbéli környezetben – írja az Interesting Engineering.
A kvantumszámítógépek űrbéli használata arra a műholdak adatátviteli problémájára is választ adhat. Mint ismert, a műholdak kiválóan alkalmasak a nyers adatok gyűjtésére, de nem rendelkeznek az azok feldolgozásához szükséges számítási kapacitással. Ez azt jelenti, hogy az összegyűjtött adatokat először vissza kell küldeni a Földre, ahol aztán megtörténik a feldolgozás.
Csakhogy a sávszélesség és a földi állomások elérhetősége korlátozza a fogadható adatmennyiséget. Ennek egyik lehetséges alternatívája, hogy az adatok feldolgozását a mérnökök átteszik a Földről az űrbe, amelyre ideális megoldást jelenthet a kvantumtechnológia. Ez azonban nem ennyire egyszerű.
https://hvg.hu/tudomany/20260826_ibm-huto-ultrahideg-kornyezet-vilagur-univerzum
A qubitek – vagyis a kvantumszámítógépekben információt tároló kvantumbitek – rendkívül érzékenyek a külső, zavaró hatásokra. Az űrbéli környezet nem biztosítja azt a szigorúan ellenőrzött közeget, amelyet a kvantumfizikai laboratóriumok nyújtanak a rendszerek árnyékolására.
Egy másik probléma, hogy az eszközt el kell juttatni a világűrbe. A rakétaindítás során az alkatrészeknek komoly mechanikai igénybevételt kell kiállniuk, ezért a Bécsi Egyetem kutatói titán lemezekkel erősítették meg a számítógép alkatrészeit, az érzékeny optikai szálakat pedig epoxigyantával rögzítették.
Az indítás előtti vibrációs tesztek azt mutatták, hogy még a biztonsági óvintézkedések ellenére is csupán három élheti túl a hat szilícium alapú, fotonok észlelésére szolgáló diódából (SPAD), amelyek a számítógépen helyezkedtek el.
Emellett az űrbéli napfény olyan erős háttérzajt jelent, amely megnehezíti a SPAD-ok számára a mérések elvégzését. Ezért a tudósok azt a rövid, 30 perces időszakot használták fel a mérésekre, amikor a műhold a Föld árnyékában volt.
https://hvg.hu/tudomany/20260126_szobahomersekleten-mukodo-hordozhato-kvantumprocesszor-hun-ren-wigner-fk
A méréseket azonban még ekkor sem lehetett csak úgy könnyedén elvégezni: a mérnököknek a Föld körül található Van Allen-öv sugárzási hatásaival is meg kellett küzdeniük. A kutatók ezt kivédendő egy, a repülőgépeknél is használt, centiméteres vastagságú alumínium lemezzel árnyékolták le az egységet, ami ugyan az elektronokat távolt tudta tartani a kvantumszámítógéptől, a protonokat azonban nem. Ez komoly problémának bizonyult, a protonok ugyanis károsították a fotondetektorokat.
Ha mindez nem lett volna elég, a lézert rögzítő ragasztóanyag is károsodott, így beszennyezte az optikát, ami a lézer teljesítményét 20 milliwattról 4 milliwattra csökkentette. Számos nehézség leküzdése után a kutatóknak végül sikerült megvizsgálniuk, vajon megkülönböztethetetlenek-e a műszer áramkörein áthaladó fotonok.
A csapatnak végül a nehézségek ellenére sikerült tesztelni a berendezést, az eredmények pedig pontosan azt adták, amit a laboratóriumi körülmények között is tapasztaltak a kutatók. Az eredményeket az arXiv preprint szerveren tették közzé.
Bár ez a technológia egyelőre nem segíti a műholdas adatok űrbeli feldolgozását, azt bizonyítja, hogy a kvantumprocesszorok mérete csökkenthető, képesek működni az űrben, és felhasználhatók a műholdak és a földi állomások közötti kvantumkapcsolatok létrehozására.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának Facebook-oldalát.
