Computerele Quantum: MIT și Harvard Mai aproape de "Simulatorul Quantum"

Computerele cuantice sunt graiul sfânt al ingineriei secolului XXI, deoarece ciudățenia lor cuantică le-ar permite să dețină informații și să rezolve probleme mult mai complexe decât orice poate suporta chiar și cele mai bune supercomputere de astăzi.

După cum se prezintă miercuri în două lucrări publicate în Natură, cercetătorii de la Harvard, Institutul de Tehnologie din Massachusetts și Universitatea din Maryland nu au creat destul de mult un calculator cuantic în toată gloria, dar au ajuns destul de aproape. În schimb, au construit ceea ce este cunoscut ca un simulator cuantic. Este lipsită de versatilitatea aproape infinită a unui calculator cuantic, dar folosește principii cuantice pentru a rezolva probleme foarte specifice.

Deci, ce ar fi nevoie pentru ca acest sistem să fie considerat un calculator cuantic? Profesorul Harvard, Mihail Lukin, co-conducatorul uneia dintre lucrari, spune Invers problema este de trei ori.

"Ar trebui să creștem numărul de qubite disponibile, să îmbunătățim coerența sau să reducem erorile acestor qubits și să creștem nivelul programabilității sistemului, astfel încât să putem rezolva un număr mai mare de probleme", spune el.

Cercetătorii au reușit să surprindă și să manipuleze 51 de atomi individuali sau quibiți pentru a crea un simulator cuantic. Acesta este cel mai mare set de qubits asamblat vreodată pentru un astfel de simulator. În loc de particule de ioni încărcați, cercetătorii au fost primii care au folosit atomi neutri cu proprietăți identice. Spre deosebire de ioni, atomii neutri nu resping. Acest lucru a făcut posibilă aducerea unui grup atât de mare de qubite împreună.

Qubits sunt unitățile de bază care fac posibilă calcularea cuantică. Într-un computer standard, toate mesajele tweet pe care le tastați sunt stocate ca binare sau o serie de zerouri sau una. Într-un calculator cuantic, datele sunt stocate în qubits care pot fi orice de la un foton, un electron sau un nucleu.

Putin trebuie sa fie unul sau zero, în timp ce un qubit poate fi unul și zero în același timp. Da, este foarte indecis, dar permite calculatoarelor cuantice să stocheze exponențial mai multe date decât mașinile binare. Cele 51 de atomi pe care cercetatorii au putut sa le capteze ar putea reprezenta peste 2 valori de patru miliarde. Permite oamenilor de știință să rezolve probleme de optimizare cum ar fi problema vânzătorului care călătoresc și să simuleze fenomenele fizicii pe care altfel nu le-ar fi putut.

"Aceste interacțiuni fiind studiate sunt cu caracter mecanic cuantic", a declarat Alexander Keesling, Ph.D. student și coautor al studiului într-o declarație. "Dacă încercați să simulați aceste sisteme pe un computer, sunteți limitat la dimensiuni foarte mici ale sistemului și numărul de parametri este limitat. Dacă faci sisteme mai mari și mai mari, foarte repede vei epuiza memoria și puterea de calcul pentru a simula un sistem clasic. Modul în jurul căruia este să construiți problema cu particule care respectă aceleași reguli ca și sistemul pe care îl simulați - de aceea numim acest simulator cuantic ".

Spune Lukin Invers nu există un interval de timp în care computerele cuantice vor deveni o realitate, dar această cercetare ca oameni de știință dat capacitatea de a se amesteca cu lucruri care au fost complet în afara domeniului computerelor pe care le folosim astăzi. Aceasta deschide ușa pentru a înțelege în continuare complexitatea lumii în care trăim într-un mod cu totul nou.

Oamenii de știință doresc să construiască un calculator cuantic de dimensiunea unui câmp de fotbal.