Centrálnymi prvkami nového typu kvantového počítača sú magnetické atómy z triedy tzv.
Na ceste ku kvantovým počítačom je počiatočnou požiadavkou vytvoriť takzvané kvantové bity alebo qubity - bity pamäte, ktoré môžu, na rozdiel odKlasické bity akceptujú nielen binárne hodnoty nula a jedna, ale aj ľubovoľnú kombináciu.
"To umožňuje úplne nový druh výpočtovej techniky a spracovania dát, čo pre špecifické aplikácie znamenáObrovské zrýchlenie výpočtového výkonu"
Výskumník PSI Manuel Grimm.
Fyzici popisujú, ako môžu logické bity a základné počítačové operácie s nimiQubity budú umiestnené na jednotlivých atómoch z triedy prvkov vzácnych zemín vložených do kryštálovej mriežky základného materiálu.
Na základe zákonov kvantovej fyziky vedci vypočítali, že jadrový spin atómov vzácnych zemín budeJe vhodný na použitie ako pamäťové médium, teda qubity.Tiež naznačujú, že cielené laserové impulzy môžu okamžite prenášať informácie na elektróny atómu a tým aktivovať qubity, čím sa ich informácie stanú viditeľnými pre okolité atómy.
Dva takéto aktivované qubits interagujúnavzájom, a tak sa môžu „zamotať“. Zapletenie je špeciálna vlastnosť kvantových systémov niekoľkých častíc alebo qubitov, ktorá je dôležitá pre kvantové počítače: výsledok merania jedného qubitu priamo závisí od výsledkov merania iných qubitov a naopak.
Vedci demonštrujú, ako tieto qubits môžusa používajú na vytvorenie logických brán, predovšetkým riadiacich brán s hodnotou „NIE“ (brány CNOT). Logické brány sú základné stavebné kamene, ktoré klasické počítače tiež používajú na vykonávanie výpočtov. Ak skombinujete dostatočný počet takýchto brán CNOT a dostatočný počet brán s jedným qubitom, bude možná akákoľvek mysliteľná výpočtová operácia. Tvoria teda chrbticu kvantových počítačov.
Nie je to prvýkrát, čo vedci navrhlipoužite kvantové logické brány. Táto metóda aktivácie a zamotania qubits má však rozhodujúcu výhodu oproti predchádzajúcim porovnateľným návrhom: je najmenej desaťkrát rýchlejšia.
Ďalšou výhodou nie je len rýchlosť, akou kvantový počítač založený na tomto koncepte dokáževykonávať výpočty a predovšetkým sa to týka náchylnosti systému na chyby.
Qubity nie sú príliš stabilné.Ak sú procesy zamotania príliš pomalé, je vysoká pravdepodobnosť, že niektoré z qubits medzitým stratia informácie. Vedci z PSI v skutočnosti objavili spôsob, ako vybudovať kvantový počítač nielen minimálne desaťkrát rýchlejším ako porovnateľné systémy, ale aj menej náchylným na chyby v rovnakom faktore.
Prečítajte si tiež:
Saturnov mesiac Titan je pozoruhodne podobný Zemi. Aké plány má s tým ľudstvo?
Potraty a veda: čo sa stane s deťmi, ktoré budú rodiť.
Tretina z tých, ktorí sa zotavili z COVID-19, sa vracia do nemocnice. Každý ôsmy človek zomiera.
Veľké množstvo sivých veľrýb začalo hladovať a umierať v Tichom oceáne.