Kvantna računala: MIT i Harvard se približavaju "Quantum Simulatoru"

Kvantna računala su sveti gral inženjeringa 21. stoljeća, budući da bi im kvantna čudnost omogućila da zadrže informacije i riješe probleme koji su mnogo složeniji nego što išta mogu učiniti i danas najboljih superračunala.

Kako izvještavaju u srijedu u dva rada objavljena u Priroda, istraživači s Harvarda, Massachusetts Institute of Technology i Sveučilište Maryland nisu u potpunosti stvorili kvantno računalo u svoj njegovoj slavi, ali su postali prilično bliski. Umjesto toga, izgradili su kvantni simulator. Nedostaje gotovo beskonačna svestranost kvantnog računala, ali koristi kvantna načela za rješavanje vrlo specifičnih problema.

Dakle, što bi točno trebalo da se ovaj sustav smatra kvantnim računalom? Profesor Harvarda Mihail Lukin, ko-voditelj jednog od radova, kaže Inverzan pitanje je trostruko.

"Morali bismo povećati broj dostupnih quibita, poboljšati koherentnost ili smanjiti pogrešku tih qubita i povećati razinu programabilnosti sustava, kako bi ona mogla riješiti veći broj problema", kaže on., Istraživači su uspjeli uhvatiti i manipulirati 51 pojedinačnim atomima, ili kubitima, kako bi stvorili kvantni simulator. To je najveći skup ikada sastavljenih za takav simulator. Umjesto nabijenih iona, istraživači su prvi koristili neutralne atome s identičnim svojstvima. Za razliku od iona, neutralni se atomi ne odbijaju. To je omogućilo da se tako velika skupina kubita spoji.

Kubiti su temeljne jedinice koje omogućuju kvantno računanje. U standardnom računalu sva tweet-ova koja ste upisali pohranjeni su kao binarni ili nizovi nula ili jedinica. U kvantnom računalu podaci se pohranjuju u kubite koji mogu biti bilo što od fotona, elektrona ili jezgre.

Malo mora biti ili jedan ili nula, dok qubit može biti jedan i nula u isto vrijeme. Da, to je vrlo neodlučno, ali dopušta kvantnim računalima da eksponencijalno pohranjuju više podataka nego binarni strojevi. 51 atom koji su istraživači uspjeli uhvatiti mogao bi predstavljati više od 2 kvadrilijuna vrijednosti. Omogućiti znanstvenicima rješavanje problema optimizacije kao što je problem trgovačkog putnika i simuliranje fizičkih fenomena koje inače ne bi mogli.

"Ove interakcije koje se proučavaju su kvantno-mehaničke prirode", kaže Alexander Keesling, doktor znanosti. student i koautor studije u izjavi. "Ako pokušate simulirati te sustave na računalu, ograničeni ste na vrlo male veličine sustava, a broj parametara je ograničen. Ako sustave povećavate i povećavate, vrlo brzo ćete ostati bez memorije i računalne snage da biste ga simulirali na klasičnom računalu. To znači da zapravo stvaramo problem s česticama koje slijede ista pravila kao i sustav koji simulirate - zato ga mi zovemo kvantni simulator."

Kaže Lukin Inverzan nema vremenskog okvira u kojem će kvantna računala postati stvarnost, ali ovo istraživanje daje znanstvenicima mogućnost da se petljaju s stvarima koje su potpuno izvan područja računala koje danas koristimo. To otvara vrata daljnjem razumijevanju zamršenosti svijeta u kojem živimo na potpuno nov način.

Znanstvenici žele izgraditi kvantno računalo veličine nogometnog igrališta.