Po australijskim przełomowym kroku jesteśmy bliżej komputerów kwantowych

Inżynierowie Uniwersytetu w Nowej Południowej Walii (Australia) zrobili ważny przełom, który sprawił, że komputery kwantowe stały się bliższe rzeczywistości.

Cechy komputerów kwantowych

Zespół stworzył kwantową wersję standardowego kodu komputerowego w układzie krzemowym. Ten przełom pokazuje, że można tworzyć niezawodne komputery kwantowe.

Takie komputery mogą rozwiązywać problemy znacznie szybciej niż dotychczas. Łączą zasady informatyki i zjawisk mechaniki kwantowej, które nie są obserwowane w życiu codziennym. Mianowicie zasada superpozycji, która została popularyzowana przez Schrödingera i splątanie.

Zasada kwantowego splątania

Test, przeprowadzony w Australii, wykorzystał zasadę kwantowego splątania do uruchomienia kodu. Uszczelnione cząstki są tworzone razem w określonej kolejności, tak że ich właściwości, takie jak energia i moment, są połączone. Jeśli właściwość zostanie zmieniona na jedną cząstkę, na przykład podczas pomiaru, inne będą miały również wpływ. Zmiany zachodzą natychmiast, nawet jeśli cząstki są zlokalizowane na przeciwległych końcach wszechświata, więc naukowcy uważają, że może to stanowić naruszenie specjalnej teorii względności, zgodnie z którą informacje nie mogą poruszać się szybciej niż światło. Chociaż ostatnio udowodniono, że splątanie jest prawdziwym zjawiskiem.

Wykorzystanie zachowań kwantowych zwiększa możliwości obliczeniowe. To w pewnym sensie można nazwać powodem, dla którego komputery kwantowe mogą być bardziej wydajne. Ta sama liczba bitów umożliwia pisanie kodu komputerowego, które zawiera wiele więcej słów. Mogą być użyte do uruchomienia innego algorytmu, który osiągnie rezultat przy mniejszej liczbie kroków.

Istota eksperymentu

W trakcie eksperymentu naukowcy utworzyli uwikłany stan między atomem fosforu (jego rdzeniem) a jednym elektronem w układzie krzemowym. Tworzy się kwantowo-kwantowy element bitowego komputera. Naukowcy odkryli, że mogą być łatwo kontrolowane i wykorzystywane. W konwencjonalnych bitach możliwe są dwa stany – 0 i 1. Kubit ma o wiele więcej, dzięki mechanice kwantowej. Dlatego oczekuje się, że komputery kwantowe będą bardziej wydajne niż nowoczesne komputery.

Australijscy naukowcy udowodnili, że mogą zapisać ten kod wewnątrz urządzenia przypominającego chipy krzemowe w nowoczesnych laptopach lub telefonach komórkowych. To prawdziwy triumf elektrotechniki.