Wszystko to dzięki dokonaniom przedstawicieli University of Waterloo, którzy postanowili wykorzystać inspirację naturą, aby zwiększyć możliwości płynące z obliczeń kwantowych. O kulisach przeprowadzonych badań ich autorzy piszą na łamach Quantum Science and Technology.
Czytaj też: Układ, który działa jak ludzki mózg. Maszynom coraz bliżej do intelektu człowieka
W przypadku klasycznych komputerów nośnikiem informacji są bity, podczas gdy urządzenia kwantowe korzystają z bitów kwantowych, zwanych kubitami. Podstawowa różnica między nimi polega na tym, że kubity mogą przyjmować zarówno wartości 0, 1, jak i obie jednocześnie. Zwiększa to zakres opcji związanych z przechowywaniem informacji i przekłada się na znacznie szybsze wykonywanie obliczeń.
Jednym z problemów związanych z tą technologią jest to, że do jej działania potrzeba skrajnie niskich temperatur, w których spada ryzyko wystąpienia zakłóceń. Nawet sama obserwacja kubitu może wpłynąć na jego wartość, dlatego badacze szukają sposobów na zwiększenie skuteczności metod wykorzystywanych do manipulacji bitami kwantowymi oraz ich pomiaru. Kluczem do sukcesu mogą okazać się jony.
Kubity to kwantowe wersje bitów wykorzystywanych przez klasyczne komputery. Dzięki ich właściwościom obliczenia można wykonywać na znacznie większą skalę
W czasie eksperymentów poświęconych obliczeniom opartym na uwięzionych jonach naukowcy doszli do wniosku, że bar świetnie sprawdza się w tym kontekście. Tak się składa, iż jony są stworzonymi przez naturę kubitami, dlatego nie trzeba poprawiać tego, co już dobrze działa – wystarczy tego użyć na własne potrzeby. Zadaniem postawionym przed badaczami z Kanady było zaproponowanie sposobów na kontrolowanie jonów baru.
Ich stany energetyczne można wykorzystać jako poziomy 0 i 1 dla kubitu, a sam pierwiastek może być manipulowany za pomocą widzialnego zielonego światła. Używając już dostępnych sposobów członkowie zespołu badawczego mieli możliwość prowadzenia manipulacji kwantowej i stworzyli układ falowodowy dzielący światło lasera na 16 różnych kanałów. Każdy z takowych mógł być skierowany do poszczególnych modulatorów pozwalających na większą kontrolę nad intensywnością, fazą i częstotliwością wiązki.
Czytaj też: Kropki kwantowe do niedawna pozostawały jedynie w sferze marzeń. Ostatni przełom nada im nowych zastosowań
Jak wykazali członkowie zespołu badawczego, ich falowód mógł oddzielić i skupić wiązkę lasera w odległości czterech mikronów od siebie, co pozwala na precyzję, jakiej nigdy przedtem nie udało się osiągnąć. Badacze dodają, że ilość światła padającego na sąsiednie jony wynosi zaledwie 0,01 procent, co stanowi jeden z najlepszych rezultatów w przypadku takich eksperymentów. Dzięki dalszym postępom możliwe będzie jeszcze precyzyjniejsze kodowanie i przetwarzanie danych na niespotykaną wcześniej skalę.
