Yksi fotoni laskentaa varten? Tämä on haaste, jonka taiwanilaiset tutkijat ovat ottaneet vastaan, kehittäen koneen, joka pystyy suorittamaan laskelmia valon avulla ilman äärimmäistä jäähdytystä.
Perinteiset kvanttitietokoneet käyttävät kvanttitiloja, jotka kykenevät kvanttisuperpositioon, mutta ne vaativat lämpötiloja, jotka ovat lähellä absoluuttista nollapistettä, mikä on merkittävä este. Tämä uusi laite tarjoaa innovatiivisen fotonisen lähestymistavan: yksi ainoa fotoni, joka kulkee kuituoptisessa johdossa, tallentaa ja käsittelee tietoja 32 eri kvanttitilassa, poistaen näin äärimmäisten lämpötilojen tarpeen.
Fotoniikka tarjoaa energiatehokkaamman vaihtoehdon ilman massiivisten kvantti-jäähdyttimien vaivannäköä. Tämä prototyyppi avaa tien kompakteille kvanttitietokoneille, jotka soveltuvat tavallisiin ympäristöihin.
Ionitukkujen perusteella toimiviin kvanttitiloihin verrattuna tämä laite on vakaampi. Nämä kvanttitilat ovat erittäin herkkiä häiriöille ja vaativat monimutkaisia jäähdytys- ja laserjärjestelmiä. Tässä uudessa tietokoneessa, joka on laatikon kokoinen, valo huolehtii laskennasta, ja sen 32 kvanttitilaa lisäävät merkittävästi sen laskentatehoa samalla kun se pysyy miniaturisoituna.
Mahdolliset sovellukset ovat laajat. Tämä innovaatio voisi muuttaa aloja kuten logistiikka, tekoäly, tietoturva ja lääketeollisuus.
Lisää edistysaskeleita odotetaan. Tiimi toivoo lisäävänsä laskentakapasiteettia entisestään, jotta se voisi käsitellä monimutkaisempia ongelmia samalla kehittäen kvanttiviestintäverkkoja.
Mitkä ovat kvanttitietokoneet?
Kvanttitietokone käyttää kvanttimekaniikan periaatteita suorittaakseen laskelmia perustavanlaatuisesti eri tavalla kuin perinteiset tietokoneet. Toisin kuin bitit, jotka voivat olla arvoltaan 0 tai 1, kvanttitilat hyödyntävät ilmiöitä kuten superpositiota, mikä mahdollistaa niiden olemassaolon useissa tiloissa samanaikaisesti. Tämä kyky mahdollistaa rinnakkaisen tietojenkäsittelyn, jota perinteiset järjestelmät eivät voi saavuttaa.Kvanttitilat hyödyntävät kietoutumista, ilmiötä, jossa kaksi kvanttitilaa, vaikka ne olisivat kaukana toisistaan, pysyvät yhteydessä. Jos toisen tila muuttuu, toinen mukautuu välittömästi, riippumatta etäisyydestä. Tämän yhteyden ansiosta kvanttitietokone voi suorittaa monimutkaisia laskelmia, kuten molekyylimallinnusta tai salakirjoitusta, jotka vaativat eksponentiaalista tehoa.
Jotta kvanttitietokone olisi tehokas, kvanttitilojen on pysyttävä vakaana. Useimmat järjestelmät vaativat lämpötiloja, jotka ovat lähellä absoluuttista nollapistettä (-273 °C), rajoittaakseen häiriöitä, mikä tarkoittaa kallista ja tilaa vievää infrastruktuuria. Kuitenkin uudet lähestymistavat, kuten fotoniikkalaskenta, joka käyttää huoneenlämpöisiä fotoneja, tarjoavat lupaavia ratkaisuja tämän teknologian tekemiseksi helpommin saavutettavaksi.