A kvantumszámítások a számítástudomány egyik legígéretesebb és legdinamikusabban fejlődő területe, többek szerint – a mesterséges intelligenciával együtt – a jövő nagy reménysége.  A fejlődés tempójáról sokat elárul, hogy a világmédia szinte minden héten hírt ad valamilyen izgalmas fejlesztésről, most például Japánból.

A kvantumszámítógépek gyorsabban működnek ha kicsi kvantumhűtőket tartalmaznak – állapította meg Teruaki Yoshioka, a Tokiói Tudományegyetem kutatója.

A kvantumkomputer kvantumbiteket (qubiteket) használva dolgozza fel az információt, amelyeket a futó programok között speciális állapotba kell visszaállítani. A lassú visszaállítási idők Yoshioka szerint számítási szempontból szűk keresztmetszetekké válhatnak. Ez különösen akkor érvényes, ha lassabbak, mint a kvantumszámítógép működési sebessége.

A probléma kezelésére a kutató és munkatársai az alaphelyzetbe állítást lerövidítő módszert dolgoztak ki. A rövidítést nanoméretű kvantumáramkör-hűtővel (quantum circuit refrigerator, QCR) érték el.

A kivitelezéshez előbb létrehoztak egy „qubitet egy chipen” (qubit on a chip), majd kicsi rezonátort és alumínium-réz kvantumáramkör-hűtőt adtak hozzá. A rezonátor rezonanciát vagy rezonáns viselkedést mutató eszköz vagy rendszer. Bizonyos frekvenciákon (rezonanciafrekvenciákon) nagyobb amplitúdóval oszcillál, mint másokon. Rezgései egyaránt lehetnek elektromágnesesek és mechanikusak.

Amikor a qubit állapota túl „energetikus” volt egy számítás elvégzéséhez, a kutatók az energia egy részét „átadhatták” a rezonátornak, amely fényrészecskévé alakította azt. A kvantumáramkör-hűtőben egy elektron elfogta a részecskét, a qubitet lehűtötte, és körülbelül – a csúcsteljesítménynek számító – száz nanoszekundumra csökkentette a visszaállítási időt. (A nanoszekundum a másodper egymilliárdod része.)