Научници су направили највећу и најкомплекснију квантно-рачунарску мрежу досад, добивши 20 различитих заплетених квантних бита или кубита како би разговарали једни с другима.
Тим је тада могао да прочита податке садржане у свим тим тзв кбитима, креирајући прототип квантне „краткотрајне меморије“ за рачунар. Иако су прошли напори заплели веће групе честица у ултрахладним ласерима, ово је први пут да су истраживачи успели да потврде да се заиста налазе у мрежи.
Њихова студија, објављена 10. априла у часопису Пхисицс Ревиев Кс, гура квантне рачунаре на нови ниво, приближавајући се такозваној "квантној предности", где кубити надмашују класичне битове рачунара на бази силиконских чипова, рекли су истраживачи .
Од бита до кбита
Традиционално рачунање заснива се на бинарном језику од 0 и 1 - абецеде са само два слова или низа глобуса окренутих ка северном или јужном полу. Савремени рачунари користе овај језик тако што шаљу или заустављају проток електричне енергије кроз метална и силицијумска кола, прелазе магнетну поларност или користе друге механизме који имају двоструко стање "укључивање или искључивање".
Међутим, квантни рачунари користе другачији језик - са бесконачним бројем "слова".
Ако бинарни језици користе северни и јужни пол глобуса, онда би квантно рачунање користило све тачке између. Циљ квантног рачунања је да се такође искористи сва област између полова.
Али где би се могао написати такав језик? Није као да квантну материју можете пронаћи у продавници хардвера. Дакле, тим је хватао јоне калцијума ласерским сноповима. Пулсирајући овим јонима енергијом, они могу прелазити електроне из једног слоја у други.
У средњој школи из физике, електрони скачу између два слоја, као што је аутомобил који се креће тракама. Али у стварности, електрони не постоје на једном месту или у једном слоју - они постоје у многим истовремено, феномен познат као квантна суперпозиција. Ово необично квантно понашање нуди шансу за осмишљавање новог рачунарског језика - оног који користи бесконачне могућности. Док класично рачунање употребљава битове, ови калцијумови јони у суперпозицији постају квантни битови или кубити. Док је у прошлом раду раније било креираних таквих кубика, трик за прављење рачунара је натерати ове квитете да разговарају једни са другима.
"Имати све ове појединачне ионе самостално није ствар која вас занима", изјавио је за Ливе Сциенце Ницолаи Фриис, први аутор овог рада и виши истраживач Института за квантну оптику и квантне информације у Бечу. "Ако не разговарају једни с другима, онда све што можете да учините са њима је веома скупо класично рачунање."
Говорећи комадићи
Да би се квиди "обраћали" у овом случају ослањало се на још једну бизарну последицу квантне механике, звану заплетање. Запетљавање је када се чини да две (или више) честица дјелују координирано, зависно, чак и када су раздвојене огромним растојањима. Већина стручњака сматра да ће уметање честица бити кључно као квантно рачунање катапултата од лабораторијског експеримента до револуције рачунара.
"Пре двадесет година, заплетеност две честице била је велика ствар", рекао је коаутор студије Раинер Блатт, професор физике на Универзитету у Инсбруцку у Аустрији за Ливе Сциенце. "Али када стварно кренете и желите да направите квантни рачунар, морате сарађивати са не само рецимо пет, осам, 10 или 15 кубица. На крају ћемо морати да сарађујемо са много, много више кубита."
Тим је успео да испреплете 20 честица у контролисану мрежу - још увек правог квантног рачунара, али највеће такве мреже до сада. И док они још требају да потврде да је свих 20 потпуно заплетено једни с другима, то је чврст корак ка супер-рачунарима будућности. До данас, кубити нису надмашили класичне рачунарске битове, али је Блатт рекао да долази тренутак - који се често назива квантна предност -.
"Квантни рачунар никада неће заменити класичне рачунаре; додаће их", рекао је Блатт. "Ове ствари се могу урадити."
