Kvantni prodor koji bi mogao da donese revoluciju u računarstvu

Kvantni računari koriste čudne kvalitete subatomskih čestica.

Naučnici su se približili stvaranju multitasking „kvantnih“ računara

Takozvane kvantne čestice mogu biti na dva mesta u isto vreme i takođe čudno povezane, iako su udaljene milionima kilometara. Tim Univerziteta u Saseksu prenosio je kvantne informacije između kompjuterskih čipova rekordnom brzinom i preciznošću.

Kompjuterski naučnici pokušavaju da naprave efikasan kvantni računar više od 20 godina. Firme kao što su Google, IBM i Microsoft razvile su jednostavne mašine. Ali, prema rečima profesora Vinfrida Hensingera, koji je vodio istraživanje na Univerzitetu u Saseksu, novi razvoj utire put sistemima koji mogu da reše složene probleme u stvarnom svetu za koje najbolji računari koje imamo danas nisu sposobni. „Trenutno imamo kvantne računare sa vrlo jednostavnim mikročipovima“, rekao je on. „Ono što smo ovde postigli je sposobnost realizacije izuzetno moćnih kvantnih računara sposobnih da reše neke od najvažnijih problema za industriju i društvo”.

Trenutno, računari rešavaju probleme na jednostavan linearan način, jedan po jedan proračun. U kvantnom carstvu, čestice mogu biti na dva mesta u isto vreme i istraživači žele da iskoriste ovo svojstvo da razviju računare koji mogu da vrše višestruke proračune u isto vreme. Kvantne čestice takođe mogu biti udaljene milionima milja i biti čudno povezane, trenutno odražavajući međusobne akcije. Opet, to bi se takođe moglo koristiti za razvoj mnogo moćnijih računara. Jedan kamen spoticanja bila je potreba za brzim i pouzdanim prenosom kvantnih informacija između čipova: informacije se degradiraju i pojavljuju se greške.

Ali tim profesora Hensingera napravio je iskorak, objavljen u časopisu Nature Communications, koji je možda prevazišao tu prepreku. Tim je razvio sistem sposoban da prenosi informacije sa jednog čipa na drugi sa pouzdanošću od 99,999993% pri rekordnim brzinama. To, kažu istraživači, pokazuje da bi se u principu čipovi mogli spojiti zajedno kako bi se napravio moćniji kvantni računar. Profesor Majkl Katbert, koji je direktor novoosnovanog Nacionalnog centra za kvantno računarstvo u Didkotu u Oksfordširu i nezavisan je od istraživačke grupe u Saseksu, opisao je razvoj kao “zaista važan korak koji obećava”. Ali on je rekao da je potrebno više rada na razvoju praktičnih sistema. „Da biste napravili tip kvantnog računara koji će vam trebati u budućnosti, počinjete tako što ćete povezati čipove veličine vaše sličice dok ne dobijete nešto veličine tanjira za večeru. Grupa Saseks je pokazala da možete imati stabilnost i brzinu za taj korak. Ali onda vam je potreban mehanizam da povežete ove tanjire zajedno da biste povećali mašinu, potencijalno veliku kao fudbalsko igralište, kako biste izvršili realna i korisna proračunavanja, a tehnologija za komunikaciju za tu skalu još nije dostupna.”

Doktorant Sahra Kulmija, koja je sprovela eksperiment u Saseksu, kaže da je tim spreman za izazov da tehnologiju podigne na viši nivo. “To više nije samo problem fizike To je inženjerski problem, problem računarstva i takođe matematički problem. Zaista je teško reći koliko smo blizu realizaciji kvantnog računarstva, ali sam optimista u pogledu toga kako to može postati relevantno za nas u svakodnevnom životu”.

Jedna od vodećih inženjerskih firmi u Velikoj Britaniji, Rolls Royce, takođe je optimista po pitanju tehnologije. Radi sa istraživačima iz Saseksa na razvoju mašina koje bi im mogle pomoći da dizajniraju još bolje mlazne motore. Moćni superkompjuteri se koriste za modeliranje protoka vazduha u simulacijama kako bi se testirali novi dizajni motora aviona.

Transformacioni inženjering

Kvantni računar bi u principu mogao da prati protok vazduha sa još većom preciznošću, i to veoma brzo, kaže profesor Li Lapvort, koji vodi razvoj kvantnog računarstva za Rolls-Royce. „Kvantni računari bi bili u stanju da rade proračune koje trenutno ne možemo da uradimo i druge za koje bi trebalo mnogo meseci ili godina. Potencijal da se to uradi za nekoliko dana samo bi transformisao naše sisteme dizajna i doveo do još boljih motora.“

Tehnologija bi takođe mogla da se koristi za brže dizajniranje lekova preciznim simuliranjem njihovih hemijskih reakcija, što je proračun koji je previše težak za trenutne superkompjutere. Takođe bi mogli da obezbede još preciznije sisteme za prognozu vremena i projektovanje uticaja klimatskih promena. Profesor Hensinger je rekao da je prvi put imao ideju o razvoju kvantnog računara pre više od 20 godina. „A kada mi ljudi kažu da nešto ne može da se uradi, ja jednostavno volim da pokušam. Tako sam proveo proteklih 20 godina uklanjajući barijere jednu po jednu do tačke u kojoj se sada zaista može izgraditi praktični kvantni računar“.

Izvor: Bbc