Cercetătorii au făcut un pas înainte în calculul cuantic

Cercetătorii din Marea Britanie și SUA au publicat vineri o lucrare care detaliază descoperirile care ar putea aduce un computer cuantic pe deplin funcțional cu un pas mai aproape de realitate.

Calculul cuantic, care a fost cercetat de zeci de ani, a avut în mod tradițional problema păstrării datelor într-un format coerent, ceea ce face dificilă executarea programelor sau a sarcinilor de calcul. Cercetătorii au găsit o modalitate de păstrare a electronilor, care stochează datele mai mult timp, ceea ce permite unui sistem să proceseze date mai coerent și să deruleze mai eficient programele.

Deși în dezvoltare, computerele cuantice ar putea revoluționa fața computerelor. În câteva secunde, computerele cuantice pot efectua sarcini care nu sunt fezabile astăzi pentru supercomputere. Calculul cuantic utilizează materii - atomi și molecule - pentru a procesa cantități masive de sarcini la viteze supercomputere, deoarece datele sunt stocate și partajate în mai multe stări, mai degrabă decât stările binare uzuale de 0 și 1.

Calculul cuantic se bazează pe legi de mecanica cuantică, care privesc interacțiunea și comportamentul materiei pe nivele atomice și subatomice - protoni, neutroni și electroni. Prin rezolvarea problemelor cunoscute în calculul cuantic, cercetătorii se află într-o cursă pentru a construi un calculator cuantic pe deplin operațional.

Există multe modele de calculatoare cuantice care stochează date în moduri diferite, a declarat Gavin Morley, unul dintre autorii lucrării și cercetător la Centrul de Nanotehnologie din Londra, care este un joint venture între Colegiul Universitar din Londra și Imperial College din Londra. Morley a lucrat cu cercetători din mai multe instituții, inclusiv Universitatea din Utah din Salt Lake City. Cercetătorii au folosit stări magnetice ale electronilor pentru a stoca date.

Biti cuantice trebuie să se rotească pentru a rula un program, dar uneori calitatea electronilor se degradează, trimițându-i în stări nedorite - numit zgomot cuantic - care ar putea pune probleme deoarece utilizatorii ar putea pierde controlul asupra funcționării programului. Prin aplicarea unui anumit câmp magnetic, cercetătorii au folosit un curent pentru a determina starea unui electron fără să aducă o perturbare, oferindu-le o viață de 5.000 de procente mai lungă decât orice alt experiment similar până în prezent, a spus Morley. atomi de fosfor în siliciu. Cele mai bune încercări au trecut în trecut un curent care trece prin electroni prin intermediul unor fire electrice mici, dar care a adus mult zgomot cuantic, eliminând un avantaj cheie al materialului, a spus Morley.

Cercetătorii speră că munca lor le va permite a construi un supercomputer cuantic, deși poate dura ceva timp.

"Este imposibil să se prevadă când sau dacă va fi construit un calculator cuantic, sper să văd unul într-un laborator de cercetare în următorii 15-20 de ani", a spus Morley.

Dar dincolo de provocările dificile, computerele cuantice vor rezolva problemele computaționale care afectează computerele de astăzi, a spus Morley. "De exemplu, am putea simula comportamentul moleculelor biologice mari și al medicamentelor pentru a găsi noi medicamente", a spus el.

Lucrarea a apărut în publicația Physical Review Letters