Computerele cuantice ar putea deveni și mai bune. O nouă teorie revoluționară poate schimba totul

Provocarea de a atinge supremația computerlor cuantice este comparabilă cu un basm, în zilele noastre: cum poți transporta un nor fără să-i schimbi forma?

O soluție potențială, la fel de fantastică precum problema, implică ghidarea norului să danseze în timp ce călătorește, sincronizat cu ritmul unui material unic cunoscut sub numele de cristal temporal.

Citește și: NASA trimite o „stea artificială” pe orbita Pământului. Motivul pentru care face asta

O nouă propunere care s-ar putea să schimbe totul

Krzysztof Giergiel și Krzysztof Sacha de la Universitatea Jagiellonian din Polonia, împreună cu Peter Hannaford de la Universitatea Tehnologică Swinburne din Australia, propun un nou tip de circuit „temporal” care ar putea păstra stările neclare ale qubiților în timp ce aceștia sunt supuși logicii cuantice.

Perspectiva cuantică descrie particulele nu prin poziții și mișcări clar definite, ci printr-o „ceață” de probabilități pentru caracteristici precum poziția, momentul și spinul. Această „ceață” de posibilități este cel mai bine înțeleasă în izolare.

Odată ce particula interacționează cu mediul său, această gamă de posibilități se schimbă până când doar un rezultat este observat.

Computerele cuantice exploatează incertitudinile particulelor pentru a rezolva rapid anumite algoritmi care ar fi impractici sau imposibili de rezolvat tradițional.

Provocarea constă în păstrarea coerenței acestui „nor” cuantic, qubitul, pentru cât mai mult timp posibil. Fiecare perturbare crește riscul de erori, întrerupând procesul de calcul.

Computerele cuantice practice necesită sute, dacă nu mii de qubiți să rămână intacți pentru perioade extinse, făcând din realizarea unui sistem pe scară largă o provocare monumentală.

Cercetătorii au explorat diverse metode pentru a face calculul cuantic mai robust, de la protejarea individuală a qubiților până la construirea unor plase de siguranță în jurul lor.

Acum, fizicienii Giergiel, Sacha și Hannaford au descris o nouă abordare, transformând calculatoarele cuantice într-o simfonie de qubiți, ghidată de un tip foarte ciudat de conductor.

Cristalele temporale sunt materiale care se transformă în modele repetate în timp.

Deși teoretizate acum mai bine de un deceniu, versiuni ale acestor sisteme „tictac” au fost dezvoltate folosind laserul și grupuri ultra-reci de atomi.

Într-o lucrare disponibilă pe serverul pre-revizuire arXiv, cei trei fizicieni propun utilizarea periodicității unice a unui cristal temporal ca bază pentru un nou tip de circuit „time-tronics”.

Folosit pentru a ghida undele delicate ale unui număr vast de qubiți încărcați cu informații, această periodicitate ar putea reduce coliziunile accidentale care cauzează multe erori.

Un astfel de circuit temporal de qubiți în derivă constantă ar face mai ușor de direcționat particulele computerului pentru a se ciocni în mod util, mai degrabă decât să impună erori.

Citește și: Luna plină 2024 – Calendarul complet

Este, totuși, nevoie de ani de zile de inovații pentru a atinge această performanță, în ceea ce privește computerele cuantice

Deși propunerea rămâne pur teoretică, echipa a arătat cum fizica grupurilor de ioni de potasiu răciți aproape de zero absolut și dirijați de pulsul unui laser ar putea furniza o „orchestră” pentru qubiți.

Traducerea acestei idei într-un computer cuantic practic și pe scară largă ar necesita ani de inovație și experimentare, dacă funcționează deloc.

Cu toate acestea, acum că știm că cel puțin unele tipuri de cristale temporale există și pot fi folosite în scopuri practice, provocarea de a transporta un nor s-ar putea să nu fie chiar o misiune de basm.

Studiul a apărut pentru prima dată pe arxiv.

Citește și: Ce sfaturi are NASA pentru omenire, în cazul în care un asteroid uriaș ar lovi Pământul