Revija Joker - Nasledniki enic in ničel

ČLANKI
stranka » članki » vedež » Nasledniki enic in ničel

Kvantni drob 
Kakšne pa potemtakem so stvarne oblike kubitov in kako so videti takšna 'vezja'? Dokončnega odgovora, iz česa bo zgrajen splošni kvantni računalnik, še nimamo, saj se za tron poteguje vrsta raznolikih pristopov. IBM, Google in Intel ta hip eksperimentirajo s supeprevodnimi materiali. To so močno ohlajene snovi, po katerih električni tok potuje brez upora. IBMov tovrstni pristop na primer gradi na zankah superprevodnika, v katerih lahko tok hkrati teče v obe smeri, s čimer ponazorijo superpozicijo kubita. Za dosego superprevodnosti in zaščito pred motnjami mora biti naprava ohlajena na 0,02 Kelvina nad absolutno ničlo oziroma –273,13 stopinje Celzija, kar je hladneje od vesolja! Za pošiljanje ukazov superprevodnim kubitnim zankam uporabljajo mikrovalove. Tak čip trenutno vsebuje pet kubitov. Zaradi potrebe po hlajenju je naprava sila draga in velika, toda čip je hkrati moč napraviti s klasičnimi postopki za obdelavo polprevodnikov.

Takšna je zlata kletka dveh ujetih ionov berilija na ameriškem nacionalnem inštitutu NIST. Pri ionih ničle in enice predstavljajo različne krožnice njihovih elektronov, ki jih vzbujajo z laserjem.

Konkurenčni predlog uporablja tako imenovane ujete ione, s katerimi se ukvarjajo pri Lockheed Martinu in na univerzi v Sussexu. Informacija je spravljena v spinu ionov berilija, ki so ujeti v vakuumu v kletkah iz zlata in jih na mestu drži elektromagnetno polje. Takšnih 'čipov' jim ni treba toliko ohlajati, ven­dar je nadzor ionov v vakuumu čisto druge sorte križ. Za prenos informacij tu običajno uporabljajo la­serske curke. Morda najbolj zahtevno smer pa so ubrali pri Microsoftu. Njihov laboratorij dela poskuse s kvazidelci: to so simulirani delci, ki jih fizično sploh ni, marveč jih snov odraža s svojim delovanjem, kot bi bili prisotni. S temi kvazidelci so osnovali 'topološke kubite', ki naj bi bili odpornejši na motnje kot tisti v drugih laboratorijih. Skratka, zg­radba kvantnih računalnikov bo v stvarni obliki drugačna od tiste naših PCjev.
Za vse metode je značilno, da imajo kubitov v sistemu največ tam od pet do deset, saj postanejo pri večjem številu nezanesljivi. Ker kvantni algoritmi na vrednosti pridobijo šele pri večjih množinah kubitov, ko moč pokaže eksponentna rast, je to glavni razlog, da revolucionarnih izračunov doslej ni bilo. Te naprave so še vedno povsod počasnejše od klasičnih računalnikov. Za primer: pri IBMu so s sedem­kubit­nim računalnikom na osnovi jedrske magnetne resonance pred petnajstimi leti pokazali, da sta delitelja števila petnajst tri in pet. To zna hitro izračunati osnovnošolec. Celo optimistični raziskovalci menijo, da bomo do splošnega kvantnega ra­ču­nala težko prišli prej kot v desetih letih. A napredek je nezadržen: kubiti so pred poldrugim desetletjem zmogli koherenco ohranjati nekaj nanosekund, današnji pa več deset milisekund, kar je več kot dovolj za proženje računskih operacij.

»V kvantnem računalniku bomo lahko več informa­cije spravili v manjšo napravo,« je aprila navrgel kanadski premier Justin Trudeau in požel aplavz. Takrat je veliko ljudi prvič srečalo ta pojem.

Nasledniki enic in ničel objavljeno: Joker 281
december 2016