Nový kvantový počítač na svete funguje pri izbovej teplote a zmestí sa na stôl

Vedci zostrojili najmenší kvantový počítač na svete. Má veľkosť stolového počítača a môže pracovať pri izbovej teplote. Stroj je poháňaný iba jedným fotónom (svetelnou časticou), vloženým do prstencového optického vlákna. Zariadenie je dôkazom konceptu a dokáže vykonávať matematické operácie, ako je faktorizácia prvočísel, napríklad 15 = 5 × 3. Vedci o ňom informovali v štúdii publikovanej v časopise Physical Review Applied.

Mnohé kvantové počítače a procesory vrátane 1000-qubitového čipu Condor od IBM sú skonštruované pomocou supravodivých qubitov. Aby však bolo možné využiť zákony kvantovej mechaniky a počítať pomocou kvantovej superpozície, ktorá umožňuje qubitu existovať vo viacerých stavoch súčasne, musia byť ochladené na úroveň blízku absolútnej nule. To si vyžaduje zložité zariadenie, ktoré zvyčajne zaberá minimálne veľkosť miestnosti.

Fotóny sa už dlho navrhujú ako alternatíva supravodivých qubitov v oblasti známej ako optické kvantové výpočty. Vo februári vedci naznačili, že zostavenie qubitov z jediného laserového impulzu by im mohlo umožniť vytvoriť napríklad stabilný kvantový počítač pri izbovej teplote. V novej štúdii vedci vytvorili stroj, ktorý dokáže spracovať výpočty pri izbovej teplote. A keďže ho netreba chladiť, má veľkosť bežného stolového počítača. Kvantový počítač uchováva informácie v „32 časových zásobníkoch alebo dimenziách“ vo vlnovom pakete jedného fotónu.

Ide o svetový rekord v počte výpočtových dimenzií, ku ktorým má prístup jeden qubit. Na rozdiel od supravodivých qubitov si fotóny dokážu udržať stabilný kvantový stav pri izbovej teplote. Kvantový stroj, ktorý využíva fotóny, spotrebuje menej energie a jeho prevádzka je lacnejšia a aj efektívnejšia ako v prípade systémov, ktoré využívajú zachytené iónové qubity (nabité častice zavesené vo voľnom priestore pomocou elektromagnetických vĺn), ktoré si vyžadujú zložité lasery na presné naladenie ich kvantového stavu.

Optické kvantové počítače so stovkami fotónov už existujú. No pretože fotóny sa objavujú pravdepodobnostne (čo znamená, že „sú tam jednu sekundu a zmiznú“), je ťažké ich nájsť vo veľkom počte. Výskumný tím preto skomprimoval všetky informácie do jedného stabilného fotónu. Vedúci tímu Chih-sung Chuu, profesor kvantovej optiky na Univerzite Čching-chua na Taiwane, túto prácu prirovnal k premene bicykla, na ktorom sa môže prepraviť jeden človek, na vlak s 32 vagónmi, do ktorého sa zmestí obrovské množstvo cestujúcich. Ďalším krokom bude zlepšovanie úložnej kapacity jedného fotónu, aby mohol spracúvať ešte zložitejšie výpočty.

Zdroj: livescience.com.

^{Zdroj Foto: National Tsing Hua University}