Model procesora kwantowego

Oto przyszłość – komputery kwantowe łączą siły z superkomputerami

Wszyscy czekamy na rewolucję, którą obiecuje nam nadejście komputerów kwantowych. Zanim wizja ta się zmaterializuje, minie jeszcze trochę czasu. A może warto zmienić podejście? Naukowcy opracowali nową metodę obliczeniową, która pozwala połączyć komputery klasyczne z kwantowymi.

Nowo opracowana technologia przybliża nas do opracowania algorytmów i protokołów eksperymentów, które nie są dostępne dzisiaj. Na czym dokładnie polega?

W przyszłości komputery kwantowe mogą mieć wiele zastosowań, w tym pomóc w usuwaniu dwutlenku węgla z atmosfery, opracowywać sztuczne kończyny i projektować bardziej wydajne farmaceutyki. W przyszłości, bo wciąż nie wiemy jak opracować opłacalne komputery kwantowe.

Christine Muschik z Institute for Quantum Computing (IQC), członek wydziału fizyki i astronomii na Uniwersytecie Waterloo

Niezwykłe połączenie

Naukowcy z IQC we współpracy z grupą z Uniwersytetu w Innsbrucku, zaproponowali wykorzystanie tzw. małych stanów kwantowych do połączenia ze zwykłym komputerem. Opcja ta jest tania i stosunkowo prosta do zrealizowania, a może oferować nowe sposoby rozwiązywania trudnych problemów obliczeniowych.

To tzw. obliczenia hybrydowe, w których procesor zwykłego komputera i koprocesor kwantowy są połączone w pętlę sprzężenia zwrotnego. Takie rozwiązanie jest znacznie elastyczniejsze niż próby zastosowania samego komputera kwantowego.

Zespół Muschik stworzył komputer bez bramek kwantowych (obecnych w tego typu maszynach), który jednak pozwala na wykonanie obliczeń kwantowych. Uczeni opracowali algorytm, w którym obliczenia były wykonywane poprzez sekwencję pomiarów na stanie splątanym cząstek.

Stan splątany to w fizyce kwantowej rodzaj stanu dwóch lub więcej układów kwantowych. Jego główną cechą, niespotykaną w fizyce klasycznej, jest to, że stan całego układu jest lepiej określany niż stan jego części. Można to wyobrazić sobie na przykładzie dwóch splątanych cząstek – określenie położenia ich obu jest łatwiejsze niż określenie położenia każdej z nich.

Szczegóły dotyczące obliczeń hybrydowych opracowanych przez zespół Muschik nie są znane, ale dostarczają nowego sposobu myślenia o algorytmach z dużą odpornością na błędy. Te często są problemem w komputerach kwantowych.

Nowa nadzieja

Niektórzy uczeni twierdzą, że to obliczenia hybrydowe, a nie komputery kwantowe, należy traktować jako przyszłość informatyki. Dzięki usunięciu zależności od bramek kwantowych, proces przeprowadzania samych obliczeń jest lepiej skalowalny.

Komputery kwantowe mają potencjał, aby rozwiązywać problemy, których superkomputery nie mogą, ale wciąż są eksperymentalne i kruche. Obliczenia hybrydowe mogą to zmienić.

Christine Muschik

Chcesz być na bieżąco z CHIP? Obserwuj nas w Google News