Prelomový objav vedcov ti vyrazí dych: Vytvorili superpočítač, ktorý je schopný teleportácie

Vedci z Oxfordskej univerzity dosiahli významný míľnik. Postavili škálovateľný kvantový superpočítač schopný kvantovej teleportácie.

Ich prelomový výskum sa sústredil na takzvaný problém škálovateľnosti kvantového počítania. Pointa kvantovej teleportácie v tomto kontexte spočíva v prenose kvantového stavu z jedného miesta na druhé bez fyzického presunu qubitov, informuje webový portál Independent.

Jednotky a nuly nahradené kvantovými bitmi

Využitím vlastností kvantovej fyziky tieto počítače novej generácie nahrádzajú tradičné bity – „jednotky“ a „nuly“, ktoré sa používajú na ukladanie a prenos digitálnych informácií – kvantovými bitmi (qubitmi). Tie môžu fungovať ako „jednotka“ aj „nula“ súčasne vďaka javu známemu ako superpozícia.

To dáva kvantovým počítačom potenciál byť o niekoľko rádov výkonnejšie ako dnešné najmodernejšie superpočítače využívajúce konvenčné výpočtové technológie.

Prelomové výsledky: Google vyvinul nový čip Willow, prvýkrát prekonal hranicu bežných superpočítačov

Kvantový internet

Nie je to prvýkrát, čo vedci dosiahli kvantovú teleportáciu – tímy už v minulosti prenášali dáta z jedného miesta na druhé bez pohybu samotných qubitov. Avšak ide o prvú demonštráciu kvantovej teleportácie logických hradiel – základných komponentov algoritmov – cez sieťové prepojenie.

Ako už bolo spomenuté, v tomto experimente vedci prvýkrát použili kvantovú teleportáciu na logické hradlá, čo znamená, že namiesto prenosu jednotlivých qubitov dokázali teleportovať aj základné operácie kvantových algoritmov medzi rôznymi kvantovými procesormi. To je obrovský krok smerom k prepojeniu viacerých kvantových počítačov do jednej veľkej výpočtovej siete, teda ku kvantovému internetu, ktorý by ponúkal mimoriadne bezpečnú sieť na komunikáciu, výpočty a senzoriku.

Komunikácia medzi vzdialenými systémami

„Predchádzajúce demonštrácie kvantovej teleportácie sa sústredili na prenos kvantových stavov medzi fyzicky oddelenými systémami,“ povedal pre portál Independent Dougal Main z Katedry fyziky na Oxfordskej univerzite, ktorý viedol štúdiu.

„V našej štúdii využívame kvantovú teleportáciu na vytváranie interakcií medzi týmito vzdialenými systémami. Starostlivým prispôsobením týchto interakcií môžeme vykonávať logické kvantové hradlá – základné operácie kvantového počítania – medzi qubitmi umiestnenými v oddelených kvantových počítačoch,“ dodal.

Tento prelom im umožňuje efektívne „prepojiť“ samostatné kvantové procesory do jedného, plne prepojeného kvantového počítača.

Ďalšie výzvy do budúcnosti

Vedci tiež ukázali, že kvantový systém je možné vybudovať a škálovať pomocou už existujúcich technológií.

„Náš experiment dokazuje, že sieťovo distribuované spracovanie kvantových informácií je realizovateľné s aktuálnou technológiou,“ povedal profesor David Lucas, hlavný výskumník tímu a vedúci vedec v britskom centre pre kvantové počítanie a simulácie.

„Škálovanie kvantových počítačov zostáva obrovskou technickou výzvou, ktorá si bude pravdepodobne vyžadovať nové fyzikálne poznatky, ako aj intenzívne inžinierske úsilie v nasledujúcich rokoch.“

Výsledky boli publikované v časopise Nature v štúdii s názvom „Distributed quantum computing across an optical network link“.

Kľúčová technológia budúcnosti

Táto prelomová technológia predstavuje zásadný krok smerom k praktickému využitiu kvantového počítania v reálnom svete.

Spojenie kvantových procesorov pomocou teleportácie logických hradiel otvára nové možnosti pre vývoj výkonných výpočtových systémov, ktoré by mohli zásadne zmeniť oblasti ako kryptografia, umelá inteligencia či simulácia zložitých fyzikálnych procesov.

Výskum ukazuje, že škálovanie kvantových počítačov je uskutočniteľné s existujúcimi technológiami, čo urýchli ich nasadenie. Kvantová teleportácia tak nie je len teoretický koncept, ale kľúčová technológia budúcnosti, ktorá môže priniesť revolúciu v informačných technológiách a posunúť výpočtové možnosti ďaleko za dnešné limity.

Čítajte viac z kategórie: Inovácie a Eko