Νέες διατάξεις qubit εκτινάσσουν τις δυνατότητες των κβαντικών υπολογιστών

Τον πιο ισχυρό κβαντικό προσομοιωτή δημιούργησαν επιστήμονες με βάση το Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ. Ο προσομοιωτής αυτός, ο οποίος είναι ένας ιδιαίτερος τύπος υπολογιστή, μπορεί να επεξεργάζεται την πληροφορία από 256 κβαντικά bit, ή qubit. Η ιδιαιτερότητα της μονάδας αυτής είναι ότι, σε αντίθεση με τους κλασικούς υπολογιστές οι οποίοι έχουν ως μονάδα πληροφορίας το 0 ή το 1, ένα qbit μπορεί να πάρει ταυτόχρονα όχι απλώς τις τιμές 0 και 1, αλλά και τις ενδιάμεσες τιμές.  Η δυνατότητα αυτή επιτρέπει την ταυτόχρονη επεξεργασία των μονάδων πληροφορίας, σε αντιδιαστολή με τους κλασικούς υπολογιστές όπου η επεξεργασία πραγματοποιείται σειριακά.

Ένα ισχυρότερο κβαντικό σύστημα

Αν και η ανάπτυξη κβαντικών υπερυπολογιστών για πρακτικές εφαρμογές είναι ακόμη μακριά, ο προσομοιωτής τον οποίο δημιούργησαν οι επιστήμονες, οι λεπτομέρειες του οποίου δημοσιεύτηκαν στην επιστημονική επιθεώρηση Nature, αποτελεί ένα μεγάλο βήμα για την ανάπτυξη υπολογιστών οι οποίοι θα μπορούν να αποθηκεύουν πολύ μεγάλο όγκο πληροφοριών και να εκτελούν εξαιρετικά πολύπλοκους υπολογισμούς. «Ο αριθμός των κβαντικών καταστάσεων ο οποίος μπορεί να επιτευχθεί με μόλις 256 qubit, ξεπερνά τον αριθμό των ατόμων του ηλιακού μας συστήματος», ανέφερε σε σχετικές του δηλώσεις ο πρώτος συγγραφέας της δημοσίευσης Σέπερ Εμπάντι.

Μετακινώντας τα άτομα με «τσιμπιδάκια»

Για να πετύχουν τον μέγιστο αριθμό κβαντικών καταστάσεων, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν οπτικές λαβίδες, ένα επιστημονικό όργανο το οποίο αξιοποιώντας μια δεσμίδα λέιζερ μπορεί να μετακινήσει τα άτομα στη διάταξη την οποία επιθυμούν οι ερευνητές. Χρησιμοποιώντας αυτή την τεχνολογία, οι επιστήμονες τοποθέτησαν τα qubit σε δισδιάστατους σχηματισμούς, όπως σε σχήμα τετραγώνου ή κυψέλης. Με τον τρόπο αυτό τα qubit αλληλεπιδρούσαν με διαφορετικούς τρόπους. Οι συγκεκριμένες διατάξεις κατέστησαν δυνατή τη χρήση 256 qubit, έναντι 51 qubit που είχαν χρησιμοποιηθεί σε προηγούμενο κβαντικό προσομοιωτή.

Μεγάλο βήμα για την κατανόηση των κβαντικών καταστάσεων

Όπως αναφέρουν οι επιστήμονες, το καινούριο κβαντικό σύστημα έδωσε τη δυνατότητα στους ερευνητές να αναλύσουν κβαντικές καταστάσεις της ύλης οι οποίες δεν είχαν επιτευχθεί μέχρι πρότινος, αλλά και να μελετήσουν με ποιον τρόπο μεταβαίνουν τα qubit από μία κβαντική κατάσταση σε μια άλλη, κάτι το οποίο μπορεί να δώσει πολύτιμες πληροφορίες στην ερευνητική κοινότητα σχετικά με τη λειτουργία του μαγνητισμού σε κβαντικό επίπεδο. Οι επιστήμονες φιλοδοξούν τώρα να αναπτύξουν περαιτέρω το σύστημα, ελέγχοντας με μεγαλύτερη ακρίβεια τα qubit, κάτι το οποίο θα προσδώσει μεγαλύτερο έλεγχο των ερευνητών στο κβαντικό σύστημα.