Οι ερευνητές πήραν ένα βήμα μπροστά στην Quantum Computing

Οι ερευνητές στο Ηνωμένο Βασίλειο και στις ΗΠΑ δημοσίευσαν την Παρασκευή ένα έγγραφο που αναλύει ανακαλύψεις που θα μπορούσαν να φέρουν έναν πλήρως λειτουργικό κβαντικό υπολογιστή ένα βήμα πιο κοντά στην πραγματικότητα.

Η κβαντική υπολογιστική, η οποία έχει ερευνηθεί εδώ και δεκαετίες, πρόβλημα της διατήρησης δεδομένων σε συνεπή μορφή, καθιστώντας δύσκολη την εκτέλεση προγραμμάτων ή υπολογιστικών εργασιών. Οι ερευνητές βρήκαν έναν τρόπο να διατηρήσουν τα ηλεκτρόνια, τα οποία αποθηκεύουν τα δεδομένα, περισσότερο, γεγονός που επιτρέπει σε ένα σύστημα να επεξεργάζεται δεδομένα πιο συνεκτικά και να εκτελεί προγράμματα πιο αποτελεσματικά.

Αν και στην ανάπτυξη, οι κβαντικοί υπολογιστές θα μπορούσαν να φέρουν επανάσταση στο πρόσωπο της πληροφορικής. Σε λίγα δευτερόλεπτα, οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να εκτελέσουν εργασίες που δεν είναι εφικτές σήμερα για τους υπερυπολογιστές. Ο κβαντικός υπολογιστής χρησιμοποιεί την ύλη - άτομα και μόρια - για να επεξεργάζεται τεράστιες ποσότητες εργασιών σε ταχύτητες υπερυπολογιστών, επειδή τα δεδομένα αποθηκεύονται και μοιράζονται σε περισσότερες καταστάσεις και όχι στις συνηθισμένες δυαδικές καταστάσεις των 0 και 1.

Η κβαντική υπολογιστική βασίζεται στους νόμους της κβαντικής μηχανικής, που εξετάζουν την αλληλεπίδραση και τη συμπεριφορά της ύλης σε ατομικά και υποατομικά - πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια. Με την επίλυση γνωστών ζητημάτων στην κβαντική υπολογιστική, οι ερευνητές βρίσκονται σε αγώνα για την κατασκευή ενός πλήρως λειτουργικού κβαντικού υπολογιστή.

Υπάρχουν πολλά σχέδια κβαντικών υπολογιστών που αποθηκεύουν δεδομένα με διάφορους τρόπους, δήλωσε ο Gavin Morley, ένας από τους συγγραφείς του εγγράφου και ερευνητής στο Λονδίνο Κέντρο Νανοτεχνολογίας, που είναι μια κοινοπραξία μεταξύ του Πανεπιστημιακού Κολλεγίου του Λονδίνου και του Imperial College London. Ο Morley συνεργάστηκε με ερευνητές από διάφορα ιδρύματα όπως το Πανεπιστήμιο της Γιούτα στο Salt Lake City. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μαγνητικές καταστάσεις των ηλεκτρονίων για την αποθήκευση δεδομένων.

Τα κβαντικά κομμάτια πρέπει να περιστρέφονται για να εκτελέσουν ένα πρόγραμμα, αλλά μερικές φορές η ποιότητα των ηλεκτρονίων υποβαθμίζεται, στέλνοντάς τα σε ανεπιθύμητες καταστάσεις - ονομάζεται κβαντικός θόρυβος - που θα μπορούσε να δημιουργήσει πρόβλημα καθώς οι χρήστες θα μπορούσαν να χάσουν τον έλεγχο του τρέχοντος προγράμματος. Με την εφαρμογή ενός συγκεκριμένου μαγνητικού πεδίου, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα ρεύμα για να καθορίσουν την κατάσταση ενός ηλεκτρονίου χωρίς να διαταράξουν, δίνοντάς τους μια ζωή 5.000% μεγαλύτερη από ό, τι άλλο παρόμοιο πείραμα μέχρι σήμερα, δήλωσε ο Morley

. άτομα φωσφόρου σε πυρίτιο. Οι καλύτερες προσπάθειες έχουν προηγουμένως περάσει ένα ρεύμα πέρα ​​από τα ηλεκτρόνια μέσω μικρών ηλεκτρικών καλωδίων, αλλά αυτό έχει φέρει πολύ κβαντικό θόρυβο, αφαιρώντας ένα βασικό πλεονέκτημα του υλικού, ανέφερε ο Morley.

Οι ερευνητές ελπίζουν ότι η δουλειά τους θα τους επιτρέψει να "Είναι αδύνατο να προβλέψουμε πότε ή αν θα κατασκευαστεί ένας κβαντικός υπολογιστής, θα ήθελα να δω ένα σε ερευνητικό εργαστήριο τα επόμενα 15 με 20 χρόνια", δήλωσε ο Morley

Αλλά πέρα ​​από τις σκληρές προκλήσεις, οι κβαντικοί υπολογιστές θα λύσουν τα υπολογιστικά προβλήματα που πλήττουν τους υπολογιστές του σήμερα, είπε ο Morley. "Για παράδειγμα, θα μπορούσαμε να προσομοιώσουμε τη συμπεριφορά μεγάλων βιολογικών μορίων και φαρμάκων για την εξεύρεση νέων φαρμάκων", ανέφερε.

Το έγγραφο εμφανίστηκε στη δημοσίευση Physical Review Letters