Harvardzki przełom w obliczeniach kwantowych

Naukowcy z Uniwersytetu Harvarda osiągnęli przełom w obliczeniach kwantowych, tworząc pierwszy programowalny procesor kwantowy zdolny do kodowania 48 logicznych kubitów. Ta innowacja, otwierająca nowe horyzonty w medycynie, nauce i finansach, może zrewolucjonizować przetwarzanie informacji dzięki swojej wyjątkowej prędkości i zaawansowaniu.

Kubit, podstawowa jednostka informacji w kwantowych systemach obliczeniowych, jest w stanie istnieć w superpozycji, co oznacza, że może reprezentować wiele stanów jednocześnie. Ta unikalna cecha kubitów, różniąca je od klasycznych bitów, które mogą być tylko w stanie 0 lub 1, pozwala na znaczne zwiększenie mocy obliczeniowej komputerów kwantowych. Dzięki zjawisku splątania kwantowego, kubity mogą być powiązane w sposób, który umożliwia przeprowadzanie obliczeń na znacznie wyższym poziomie złożoności niż w tradycyjnych systemach komputerowych.

W ciągu ostatnich lat, kubity znalazły zastosowanie w różnych zaawansowanych technologiach. Są one kluczowe w rozwoju szyfrowania kwantowego, co ma znaczący wpływ na bezpieczeństwo danych. Ponadto, zastosowania kubitów w symulacjach kwantowych otwierają nowe możliwości w badaniach naukowych, pozwalając na modelowanie zjawisk na poziomie subatomowym, co było wcześniej niemożliwe do osiągnięcia.

Zespół z Uniwersytetu Harvarda, we współpracy z MIT oraz firmą QuEra Computing, osiągnął postęp, który był wcześniej uważany za teoretyczny. Publikacja w „Nature” jest pierwszą demonstracją wykonania skomplikowanych algorytmów na błędoodpornym komputerze kwantowym.

Rozwój technik kwantowej korekcji błędów, które są kluczowe dla stabilności i niezawodności przyszłych systemów kwantowych, stanowi ważny element tego osiągnięcia. Te metody umożliwiają poprawianie błędów obliczeniowych, które mogą wystąpić w skomplikowanych systemach kwantowych.

Kluczowym elementem systemu jest blok ultra-zimnych, zawieszonych atomów rubidu, który stanowi fizyczne kubity systemu. Zespół wykazał niskie wskaźniki błędów w swoich operacjach splątania, potwierdzając niezawodność systemu opartego na neutralnych atomach.

Opracowany procesor kwantowy otwiera nowe możliwości dla praktycznych aplikacji kwantowych, od zaawansowanych obliczeń po szyfrowanie i symulacje kwantowe. Zespół nadal pracuje nad demonstracją większej liczby operacji na swoich 48 logicznych kubitach i konfiguracją systemu do ciągłego działania.

Ten przełom w obliczeniach kwantowych stanowi ważny krok w kierunku realizacji pełnego  ich potencjału, który może przekształcić sposób, w jaki rozwiązujemy złożone problemy i przetwarzamy informacje. Otwiera to nowe horyzonty w nauce i technologii, wskazując kierunek na przyszłość, w której obliczenia kwantowe staną się nieodzownym elementem postępu technologicznego.

Szymon Ślubowski