Calculatoarele cuantice nu funcționează doar cu zero și unu

Cu toții învățăm că computerele lucrează folosind doar cifrele zero și unu, cunoscute și sub numele de informații binare. Această abordare a avut atât de mult succes încât computerele controlează acum totul, de la aparate de cafea la mașini cu conducere autonomă și este greu de imaginat o viață fără ele. Dar cum funcționează calculatoarele cuantice?

Bazându-se pe succesul computerelor convenționale, calculatoarele cuantice de astăzi sunt, de asemenea, proiectate având în vedere procesarea informațiilor binare.

„Totuși blocurile de bază ale computerelor cuantice sunt mai multe decât zero și unu. Restrângerea acestor computere la sisteme binare împiedică aceste dispozitive să-și atingă adevăratul potențial”, explică Martin Ringbauer, un fizician experimental din Innsbruck, Austria.

O echipă condusă de Thomas Monz, de la Departamentul de Fizică Experimentală al Universității din Innsbruck, a reușit să dezvolte un computer cuantic care poate efectua calcule arbitrare cu așa-numitele cifre cuantice (qubiți), deblocând astfel mai multă putere de calcul cu mai puține particule cuantice.

Studiul lor este publicat în Nature Physics.

Cu ce sunt diferite calculatoarele cuantice față de cele clasice?

Deși stocarea informațiilor în zero și unu nu este cea mai eficientă modalitate de a face calcule, este cea mai simplă. Simplu înseamnă adesea fiabil și robust, ceea ce a făcut ca informațiile binare să devină standardul de necontestat pentru computerele clasice, scrie Phys.org.

În lumea computerelor cuantice, situația este destul de diferită. În computerul cuantic al Universității Innsbruck, de exemplu, informațiile sunt stocate în atomi individuali de calciu. Fiecare dintre acești atomi are în mod natural opt stări diferite, dintre care de obicei doar două sunt folosite pentru a stoca informații.

Asta înseamnă că aproape toate calculatoarele cuantice existente au acces la mai multe stări cuantice decât folosesc pentru calcul.

O abordare naturală pentru hardware și software

Fizicienii de la Universitatea Innsbruck au dezvoltat un computer cuantic care poate folosi întregul potențial al acestor atomi, calculând cu qubiți. Spre deosebire de dispozitivul clasic, utilizarea mai multor stări nu face computerul mai puțin fiabil. „Sistemele cuantice au în mod natural mai mult de două stări și am arătat că le putem controla pe toate la fel de bine”, spune Thomas Monz.

Pe de altă parte, multe dintre sarcinile care necesită calculatoare cuantice, cum ar fi problemele de fizică, chimie sau știința materialelor, sunt exprimate în mod natural în limbajul qudit. Rescrierea lor pentru qubiți le poate face adesea prea complicate pentru calculatoarele cuantice de astăzi.

„Lucrul cu mai mult de zero și unu este foarte natural, nu numai pentru computerul cuantic, ci și pentru aplicațiile sale, permițându-ne să deblochăm adevăratul potențial al sistemelor cuantice”, explică Martin Ringbauer.

Vă recomandăm să citiți și:

Senzorii de amprentă și portofelele cripto au noi probleme de securitate

Performanța bateriilor telefoanelor ar putea crește cu 30% datorită unei aplicații pe bază de AI

Evoluția dronelor. În curând, nu vom mai fi obligați să le păstrăm în raza vizuală

Depistarea ofsaidurilor de la Cupa Mondială va fi făcută printr-o nouă tehnologie implementată de FIFA