Oamenii de ştiinţă sunt gata să realizeze primul computer cuantic

Microundele sunt deja folosite în cadrul tehnologiei utilizate pentru telefoanele inteligente, dar oamenii de ştiinţă analizează acum modul prin care se pot utiliza acestea pentru ca particulele atomice să poată fi folosite pentru a înregistra şi a prelucra date în cadrul unui nou tip de computer denumit computer cuantic.

Dr. Winfried Hensinger şi camera de vid, împreună cu laserele şi sistemele optice pe care echipa Sussex le-a utilizat pentru descoperirea lor.

Posibilitatea de a înregistra şi de a prelucra o cantitate uriaşă de date printr-un procedeu cuantic (la o scară atomică) ar revoluţiona tehnica de calcul, deoarece s-ar putea analiza un volum uriaş de date ce ar putea conduce la o mai bună înţelegere a reacţiilor chimice, la obţinerea unor noi medicamente şi la efectuarea unor simulări, aparent imposibile, cum ar fi cele ce analizează modul prin care Universul nostru a apărut.

Pentru a construi un calculator cuantic, oamenii de ştiinţă captează atomi încărcaţi electric (ioni) şi îi dirijează astfel încât aceştia să poată fi utilizaţi pentru a forma adevărate „autostrăzi atomice" care vor reprezenta circuitele calculatoarelor cuantice.

Primele computere cuantice, de mici dimensiuni, ce s-au bazat pe captura ionilor au fost deja construite folosind lasere pentru a efectua calcule în cadrul unui „procesor cuantic", dar numărul de lasere necesare pentru a se obţine un computer cuantic la o scară mare reprezintă o adevărată provocare în inginerie.

O nouă generaţie de computere cuantice sunt în curs de a fi concepute iar acestea utilizează microunde ce pot fi mai uşor de folosit şi care ar trebui să ajute la construirea unui procesor cuantic, la o scară mare, bazat pe captura de ioni.

Dar aici există o problemă.

Efectele cuantice care stau la baza puterii extraordinare de calcul din cadrul unui computer cuantic (precum ar fi superpoziţia cuantică, ceea ce reprezintă situaţia în care un singur obiect se poate afla în două locuri diferite în acelaşi timp) sunt distruse uşor de orice zgomot extern. În prezent, dr. Winfried Hensinger, împreună cu postdoctorandul Simon Webster şi studenţii Seb Weidt, Kim Lacul şi James McLoughlin, care fac parte din Sussex Ion Quantum Technology Group al dr. Hensinger, au propus o modalitate extrem de eficientă şi uşor de aplicat pentru a proteja calculatorul cuantic faţă de zgomotul exterior şi care permite efectiv funcţionarea la o scară mare a computerului cuantic cu ajutorul microundelor. Lucrarea lor a fost publicată în revista Physical Review Letters în data de 4 octombrie 2013.

Aplicând o combinaţie specială a unor câmpuri de microunde şi a unor câmpuri de radiofrecvenţă, echipa de cercetători a fost capabilă de a modifica starea atomilor astfel încât aceştia au devenit mai rezistenţi la zgomotul exterior.

Dr Hensinger spune: „În timp ce computerele cuantice la o scară mare ar putea deveni realitate peste 10-30 de ani, noi acum am reuşit, în mod evident, să depăşim un obstacol important în calea lor şi suntem extrem de încântaţi de oportunităţile care apar de pe urma acestei descoperiri".

„Aplicaţiile cele mai inovatoare ale calculatoarelor cuantice nu sunt încă cunoscute. Atunci când calculatoarele clasice au fost inventate, nimeni nu a anticipat modul în care acestea vor transforma societatea. În acelaşi mod, din cauza incredibilei puteri de calcul a computerelor cuantice este dificil să facem predicţii despre viitor, dar putem începe să ne imaginăm cum acestea ne vor schimba viaţa".