Key Takeaways
- Jednostavni mehanički uređaji inspirisali su nedavni napredak u kvantnom računarstvu.
- Istraživači sa Stanforda izumili su računarsku tehniku koristeći akustične uređaje koji koriste kretanje.
- Kvantno računarstvo je napravilo značajan napredak u posljednjih nekoliko godina, posebno demonstracijom takozvane kvantne nadmoći.
Agnetta Cleland
Praktični kvantni računari mogu biti korak bliže stvarnosti zahvaljujući novom istraživanju inspirisanom jednostavnim mehaničkim uređajima.
Istraživači sa Univerziteta Stanford tvrde da su razvili kritični eksperimentalni uređaj za buduće tehnologije zasnovane na kvantnoj fizici. Tehnika uključuje akustične instrumente koji koriste kretanje, kao što je oscilator koji mjeri kretanje u telefonima. To je dio rastućih napora da se čudne moći kvantne mehanike iskoriste za računanje.
"Dok mnoge kompanije eksperimentišu sa kvantnim računarstvom danas, praktične primene osim projekata 'dokaz koncepta' su verovatno za 2-3 godine", rekao je za Lifewire Yuval Boger, direktor marketinga kompanije za kvantno računarstvo Classiq intervju putem e-pošte. „Tokom ovih godina biće predstavljeni veći i sposobniji računari, a biće usvojene i softverske platforme koje omogućavaju korišćenje prednosti ovih nadolazećih mašina."
Uloga mehaničkih sistema u kvantnom računarstvu
Istraživači sa Stanforda pokušavaju svesti prednosti mehaničkih sistema na kvantnu skalu. Prema njihovoj nedavnoj studiji objavljenoj u časopisu Nature, oni su postigli ovaj cilj spajanjem sićušnih oscilatora s krugom koji može pohraniti i obrađivati energiju u kubitu, ili kvantnom 'bitu' informacija. Kubiti stvaraju kvantno mehaničke efekte koji bi mogli napajati napredne računare.
Način na koji stvarnost funkcioniše na kvantnom mehaničkom nivou veoma se razlikuje od našeg makroskopskog iskustva sveta.
"Sa ovim uređajem, pokazali smo važan sljedeći korak u pokušaju izgradnje kvantnih kompjutera i drugih korisnih kvantnih uređaja zasnovanih na mehaničkim sistemima," rekao je Amir Safavi-Naeini, stariji autor rada u saopštenje za javnost. "Mi u suštini želimo da izgradimo 'mehaničke kvantno-mehaničke' sisteme."
Izrada sićušnih mehaničkih uređaja zahtijevala je mnogo posla. Tim je morao napraviti hardverske komponente na nanometarskim rezolucijama i staviti ih na dva silikonska kompjuterska čipa. Istraživači su zatim napravili neku vrstu sendviča koji je spajao dva čipa, tako da su elementi na donjem čipu bili okrenuti onima na gornjoj polovini.
Donji čip ima aluminijski supravodljivi krug koji formira kubit uređaja. Slanje mikrotalasnih impulsa u ovo kolo generiše fotone (čestice svetlosti), koji kodiraju kubit informacija u mašini.
Za razliku od konvencionalnih električnih uređaja, koji pohranjuju bitove kao napone koji predstavljaju ili 0 ili 1, kubiti u kvantnim mehaničkim uređajima također mogu predstavljati kombinacije 0 i 1 istovremeno. Fenomen poznat kao superpozicija omogućava kvantnom sistemu da izađe u više kvantnih stanja odjednom dok se sistem ne izmeri.
"Način na koji stvarnost funkcioniše na kvantnom mehaničkom nivou veoma se razlikuje od našeg makroskopskog iskustva sveta", rekao je Safavi-Naeini.
Agnetta Cleland
Napredak u kvantnom računarstvu
Kvantna tehnologija ubrzano napreduje, ali postoje prepreke koje treba ukloniti prije nego što bude spremna za praktičnu primjenu, rekao je Itamar Sivan, izvršni direktor Quantum Machines, za Lifewire u intervjuu e-poštom.
"Kvantno računarstvo je vjerovatno najizazovniji plan kojim se mi kao društvo trenutno bavimo", rekao je Sivan. "Da bi postao praktičan, biće potreban značajan napredak i napredak u više slojeva kvantnog računarskog steka."
Trenutno kvantne kompjutere proganja buka što znači da s vremenom kubiti postaju toliko bučni da nemamo načina da razumijemo podatke koji se nalaze na njima, te postaju beskorisni, Zak Romaszko, inženjer sa kompanija Universal Quantum je rekla u e-poruci.
"U praksi, to znači da su algoritmi za kvantne računare ograničeni na samo malo vremena ili broj operacija prije neuspjeha", rekao je Romaszko. "Nije jasno da li ovaj bučni režim može dati praktične rezultate, iako nekoliko istraživača vjeruje da je simulacija osnovnih hemikalija na dohvat ruke."
Kvantno računarstvo je napravilo značajan napredak u posljednjih nekoliko godina, posebno s demonstracijom takozvane 'kvantne nadmoći' u kojoj je kvantni kompjuter izvodio operaciju za koju su autori tvrdili da bi običnoj mašini trebalo oko 10.000 godine da se završi. "Postojala je neka rasprava oko toga da li bi običnom računaru trebalo toliko dugo, ali to je i dalje izvanredna demonstracija", rekao je Romaszko.
Kada se riješe tehničke prepreke, Sivan predviđa da će u roku od nekoliko godina kvantno računanje početi imati značajan utjecaj na sve, od kriptografije do otkrivanja vakcine."Zamislite koliko bi pandemija Covid-19 bila drugačija da su kvantni kompjuteri mogli pomoći u otkrivanju vakcine u djeliću vremena", rekao je.
