Kvantarvutid võivad saabuda seniarvatust varem
Üllatusliku avastuse tulemusel on teadlased sammu võrra lähemal, et kavandada ja luua seni ulmelisteks peetud kvantarvutust kasutavaid seadmeid, vahendab Novaator portaali PhysOrg uudist.
Kvantarvuti on seade, mis kasutab informatsiooni töötluseks kvantmehaanika fenomene, näiteks superpositsiooni ja põimumist. Kvantarvuti erineb tavalisest transistoritel põhinevast arvutist.
Tavalise arvuti mälu põhineb bittidel, millest igaühe väärtus on 0 või 1. Kvantarvuti mälu põhineb kvantbittide jadal. Üks kvantbitt võib tähistada nulli, üht või ükskõik millist nende superpositsiooni.
Selliste seadmete kasutamisel erinevates valdkondades, alates ravimite loomisest ja elektroonikast kuni dešifreerimiseni välja, on tohutu potentsiaal.
Teadlasi on juba pikka aega lummanud idee kvantumtasandil töötavate arvutite loomisest, mis on nii väikesed, et nende osad koosnevad üksikutest aatomitest või elektronidest.
Praegu elektroonilise info salvestamiseks kasutatavate põhiühikute bittide asemel kasutaksid kvantsüsteemid kvantbitte, mis koosneks keerustatud aatomite korda seadmisest.
Nii väiksel skaalal käituvad ained meie tänapäevaste teadmistega võrreldes hoopis teisiti. Kvantosakesed näiteks suudavad samal ajahetkel kahes kohas eksisteerida.
Uuringut juhtinud Londoni kuningliku kolledži teadlase Sean Barretti sõnul on kvantarvutite arvutusvõime nende eripärast tulenevalt suurem ning teoreetiliselt suudaksid nad krüpteeritud koodi lahti murda või keerulisi süsteeme simuleerida palju kiiremini, kui olemasolevad tavalised arvutid.
Selliste arvutite leiutamist on eelnevalt väga keeruliseks peetud ning arvatud, et nende puhul oleks väga suur vigade tekkimise oht.
Vaatamata viimase 20 aasta jooksul kvantarvutite loomist puudutavatele kuulujuttudele, on siiski kasulike kvantarvutite loomine tänaseni olnud ulmeline.
Barret ja tema kolleeg Thomas Stace Austraalias asuvast Queenslandi ülikoolist leidsid viisi, kuidas parandada konkreetset liiki vigasid, mille puhul kvantbitid arvutist kaovad.
Nad kasutasid “vigade korrigeerimise” koodi, mis muuhulgas jälgis teiste kvantbittide tekitatud konteksti, et dešifreerida puuduvad infot õigesti.
Barreti sõnul kasutasid nad kvantarvuti kujundamise puhul loogikat, mis on võrreldav sellega, et inimene näeb sõnas puuduvat tähte või saab halva telefonilevi korral kesksest mõttest aru.
Nad avastasid, et arvutitel on seniarvatust palju kõrgem vea lävi. Kuni veerand kvantbittidest võib minna kaotsi, kuid vaatamata sellele suudaks arvuti töötada.
Barret lisas, et tegemist on üllatava avastusega, sest raske on ette kujutada, et kui näiteks arvelaualt veerand nuppudest ära võtta, siis kuidas seda kasutada saaks?
Teadlaste avastus viitab sellele, et kvantarvutite loomine võib seega olla palju lihtsam, kui seni on arvatud, kuid kuna uurimistulemused põhinevad siiski teoreetilistele arvutustele, tuleb järgmise sammuna neid laboratoorsetes tingimustes reaalselt demonstreerida.
Barretti sõnul on vaja leida moodus, et arvutites rakendatavate kvantbittide hulk oleks piisavalt suur. Hetkel teadlaste poolt loodud suurimate kvantarvutite võimsus piirdub kuni kolme kvantbitiga.
Barretti sõnul on teadlased veel kaugel sellest, et mõista, milline on kvantarvutite tegelik potentsiaal.
Tema sõnul saab kvantarvuteid hetkel kasutada konkreetsete ülesannete puhul, kuid teadlastel pole täpset ettekujutust, millised võiksid olla nende süsteemide rakendusvõimalused tulevikus.
Kvantarvutid ei pruugi igas valdkonnas paremaid tulemusi luua, kuid Barreti arvates võivad nad olla tavaarvutitega võrreldes paremad hetkel võimatuna tunduvate asjade juures.
Uuring avaldati ajakirjas Physical Review Letters.
