Kubity to już przeszłość. Rewolucję mają przynieść cyfry kwantowe

O ile bity kwantowe umożliwiają kodowanie w oparciu o zero, jeden lub obie te wartości jednocześnie, tak cyfry kwantowe mogą kodować aż siedem wartości. W związku z tym oferują one imponujące możliwości.

Komputery kwantowe opierają swoje działanie na kubitach, których wyróżniającą cechą jest możliwość istnienia w stanie superpozycji, w którym są jednocześnie 1 i 0. Dzięki temu każdy kubit może wykonywać dwa obliczenia jednocześnie, a im więcej zostanie ich splątanych, tym większa będzie moc obliczeniowa, rosnąca w sposób wykładniczy.

Czytaj też: 3854 zmienne i problem BMW. Obliczenia kwantowe osiągnęły niebywały poziom

Cyfry kwantowe stanowiłyby w tym przypadku jeszcze większy postęp, ponieważ dzięki nim można byłoby zakodować tę samą informację w mniejszej liczbie cząstek kwantowych. Poza tym, jak wyjaśnia Martin Ringbauer z Uniwersytetu w Innsbrucku, cyfry kwantowe mogą być splątane na wiele różnych sposobów, które nie są możliwe dla układów kubitowych. To z kolei sprawia, iż obliczenia można wykonywać bardziej efektywnie.

Ringbauer opracował wraz ze swoimi współpracownikami ośmiokwantowy procesor, w którym każda cyfra kwantowa występuje w postaci uwięzionego elektromagnetycznie jonu wapnia. Każdy jon ma do siedmiu stanów wykorzystywanych na rzecz obliczeń, podczas gdy ósmy jest wtedy używany do odczytu.

Cyfry kwantowe mają oferować nawet większe możliwości niż kubity

Jak sugeruje publikacja dostępna w Nature Physics, zanim pojawi się możliwość kontrolowania cyfr kwantowych, sprzęt wykorzystywany do obliczeń musi doświadczyć postępu. Wynika to z prostego faktu: cyfry kwantowe wymagają znacznie bardziej złożonych struktur niż kubity. Ringbauer dodaje, że poza tym istotne będzie znalezienie metody na kontrolowanie cyfr kwantowych i oddziaływanie na nie, aby wywołać splątanie w efektywny sposób.

Czytaj też: Obliczenia kwantowe dokładniejsze niż kiedykolwiek. Uzyskano wyniki, które do niedawna wydawały się niemożliwe

Oczywiście nawet najbardziej zaawansowane komputery kwantowe mogą generować pewne błędy, ale cyfry kwantowe, charakteryzujące się bardziej złożoną strukturą, powinny być znacznie odporniejsze na problemy niż kubity. Gdyby więc udało się je wykorzystać w praktyce, byłoby to niezwykle ważnym krokiem w stronę odpornych na błędy komputerów kwantowych.