Posnetek (9:32) na YouTube kanalu NASASpaceNews o tem, kako so znanstveniki iz Oxforda pravkar dosegli velik preboj na področju kvantnega računalništva (angl. Quantum computing) – prenos logičnih kvantnih vrat med ločenimi procesorji! S tem bi lahko rešili problem skalabilnosti in uresničili velike kvantne superračunalnike. To nas celo približuje kvantnemu internetu, kjer se podatki prenašajo takoj in varno. Kako deluje? Kaj pomeni za prihodnost? Glejte zdaj in izveste kako!
Pojasnjena kvantna teleportacija
- Kvantna teleportacija (angl. Quantum teleportation) vključuje takojšen prenos informacij med kvantnimi delci, ki so prepleteni (angl. Quantum entanglement), ne glede na razdaljo, ki jih ločuje.
- Ta proces ne vključuje fizičnega premikanja predmetov, temveč takojšnjo spremembo kvantnih stanj, ki jih povezuje prepletenost.
- Einstein je ta pojav imenoval „strašljivo delovanje na daljavo“ (angl. spooky action at a distance) in s tem poudaril neintuitivno naravo kvantne mehanike (angl. Quantum mechanics).
Pomen Oxfordovega odkritja
- Univerza v Oxfordu je uspešno teleportirala logična kvantna vrata, ki so bistvena za kvantne algoritme, kar pomeni pomemben napredek na področju kvantnega računalništva.
- Tradicionalna logična vrata v klasičnem računalništvu upravljajo bite (0 in 1), medtem ko kvantna vrata delujejo na kvantnih bitih (kubitih), ki lahko zaradi superpozicije obstajajo v več stanjih hkrati.
- Ta dosežek omogoča ustvarjanje interakcij med fizično ločenimi kvantnimi procesorji in jih učinkovito povezuje v koheziven sistem brez neposrednih povezav.
Odpravljanje izzivov skalabilnosti
- Kvantna teleportacija ponuja rešitev problema skalabilnosti pri kvantnem računalništvu, saj omogoča povezovanje več manjših kvantnih procesorjev, namesto da bi se zanašali na en sam velik procesor.
- Ta modularni pristop bi lahko pripeljal do večjih in zmogljivejših kvantnih računalnikov, ki bi premagali težave, kot sta povečana stopnja napak in dekoherenca, povezane z dodajanjem več kubitov v en sam sistem.
- Odkritje oxfordske ekipe kaže, da bi bilo praktično kvantno računalništvo velikega obsega mogoče doseči s sedanjo tehnologijo, s čimer bi se to področje približalo uporabi v resničnem svetu.
Potencialne aplikacije in posledice
- Napredek na področju kvantne teleportacije bi lahko privedel do razvoja kvantnega interneta, ki bi s pomočjo kvantne mehanike namesto tradicionalnih metod šifriranja zagotavljal varnost brez primere.
- Industrije, kot so farmacija, finance, umetna inteligenca in klimatologija, bodo imele veliko koristi od izboljšanih zmogljivosti kvantnega računalništva, ki bodo omogočale kompleksne simulacije in optimizacije.
- Ta preboj premika področje proti praktičnim aplikacijam, kjer lahko kvantni algoritmi pri reševanju zapletenih problemov prekašajo klasične računalnike.
Pred nami so izzivi
- Ohranjanje kvantne koherence ostaja ključni izziv, saj so kubiti občutljivi in dovzetni za izgubo svojih stanj zaradi motenj v okolju.
- Raziskovalci morajo razviti boljše tehnike popravljanja napak in povečati stabilnost kubitov za obsežne kvantne sisteme.
- Za vzpostavitev popolnoma delujočega kvantnega omrežja je bistvenega pomena, da se metoda teleportacije razširi prek omejenega števila procesorjev in učinkovito deluje na globalnih razdaljah.
Sodelovanje pri napredku na področju kvantne tehnologije
- Tudi druge svetovne raziskovalne skupine so napredovale na področju kvantne teleportacije in mrežnega povezovanja, saj so demonstrirale kvantno teleportacijo po optičnih kablih ter med sateliti in Zemljo.
- Ti dosežki kažejo, da bi lahko kvantni internet potencialno zgradili na obstoječi infrastrukturi in tako premostili vrzel med eksperimentalno tehnologijo in praktičnimi aplikacijami.
- Hiter napredek na področju kvantnega računalništva kaže, da se približujemo obdobju, ko bo kvantna tehnologija postala sestavni del vsakdanjega življenja.