μια υπολογιστική συσκευή, που εκμεταλλεύεται χαρακτηριστικές ιδιότητες της κβαντομηχανικής, για την επεξεργασία δεδομένων και την εκτέλεση υπολογισμών.
Το πρωτότυπο του παγκόσμιου κβαντικού υπολογιστή, που ανέπτυξε η ερευνητική ομάδα της τεχνολογικής εταιρείας, αν και σε πειραματικό ακόμα στάδιο, είναι σε θέση να επιλύει ένα ευρύ φάσμα προβλημάτων, σε τομείς όπως η Χημεία και η Φυσική, ενώ, παράλληλα, έχει τη δυνατότητα κλιμάκωσης σε μεγαλύτερα συστήματα.
Τόσο η IBM όσο και η καναδική εταιρεία D-Wave έχουν αναπτύξει λειτουργικούς κβαντικούς υπολογιστές, χρησιμοποιώντας διαφορετικές προσεγγίσεις, ωστόσο τα μηχανήματά τους δεν έχουν μεγάλη δυνατότητα κλιμάκωσης στην πληθώρα των κβαντικών bits (qubits) που χρειάζονται για την επίλυση προβλημάτων που οι κλασικοί υπολογιστές δεν μπορούν να λύσουν.
Επιστήμονες των ερευνητικών εργαστηρίων της Google, καθώς και φυσικοί του Πανεπιστημίου Σάντα Μπάρμπαρα της Καλιφόρνια, περιγράφουν τη νέα αυτή συσκευή στην ιστοσελίδα Nature, όπως σημειώενι το protothema.gr.
«Πρόκειται για μια καταπληκτική δουλειά από πολλές απόψεις και είναι γεμάτη με πολύτιμα μαθήματα για την κβαντική κοινότητα», δήλωσε στο Nature ο Daniel Lidar, ειδικός σε θέματα Κβαντικής Πληροφορικής του Πανεπιστημίου της Νότια Καλιφόρνιας.
Συνδυάζει δύο προσεγγίσεις
Το πρωτότυπο σύστημα που ανέπτυξε η Google συνδυάζει τις δύο κύριες προσεγγίσεις στην κβαντική πληροφορική. Η μία προσέγγιση κατασκευάζει τα ψηφιακά κυκλώματα του υπολογιστή, χρησιμοποιώντας qubits σε καθορισμένες διατάξεις, με στόχο την επίλυση ενός συγκεκριμένου προβλήματος. Αυτό είναι ανάλογο μ’ ένα “χειροποίητο” ψηφιακό κύκλωμα, που υπάρχει σ’ ένα συμβατικό μικροεπεξεργαστή, ο οποίος έχει αναπτυχθεί με τη χρήση των κλασικών bits.
Μεγάλο μέρος της θεωρίας των κβαντικών υπολογιστών βασίζεται σ’ αυτή την προσέγγιση, η οποία περιλαμβάνει μεθόδους για τη διόρθωση σφαλμάτων, που διαφορετικά θα μπορούσαν να “εκτροχιάσουν” έναν υπολογισμό. Μέχρι στιγμής, οι πρακτικές εφαρμογές ήταν εφικτές με τη χρήση μόνο μερικών qubits.
Η άλλη προσέγγιση ονομάζεται αδιαβατική κβαντική πληροφορική (Adiabatic Quantum Computing-AQC). Στην προκειμένη περίπτωση, ο υπολογιστής κωδικοποιεί ένα συγκεκριμένο πρόβλημα σε μία ομάδα qubits και σταδιακά εξελίσσει και προσαρμόζει την αλληλεπίδραση μεταξύ τους, ώστε να “διαμορφώσει” τη συλλογική κβαντική τους κατάσταση και να φτάσει στη λύση. Ως αρχή, περίπου οποιοδήποτε πρόβλημα μπορεί να κωδικοποιηθεί στην ίδια ομάδα qubits.
Αυτή η νέα προσέγγιση θα επιτρέπει σ’ έναν υπολογιστή να πραγματοποιεί κβαντικές διορθώσεις σφαλμάτων, δήλωσε στο Nature o Lidar.
Ακόμη σε πειραματικό στάδιο
«Με τη διόρθωση των σφαλμάτων, η προσέγγισή μας μετατρέπεται σ’ έναν αλγόριθμο γενικής χρήσης, που είναι στη θεωρία κλιμακούμενος σ’ ένα τυχαίο μεγάλο κβαντικό υπολογιστή», δήλωσε ο Alireza Shabani, ένα ακόμα μέλος της ερευνητικής ομάδας της Google.
Η συσκευή της Google βρίσκεται ακόμα σε πειραματικό στάδιο, ωστόσο ο Lidar υποστηρίζει ότι σε ένα με δύο χρόνια αυτού του είδους οι συσκευές θα μπορούσαν να είναι πραγματικότητα.
«Στο μέλλον θα είναι δυνατό να κάνουμε προσομοίωση της κβαντικής δυναμικής, η οποία είναι απρόσιτη μέσω του κλασικού υλικού και θα σηματοδοτήσει την έλευση της “κβαντικής υπεροχής”», πρόσθεσε ο ίδιος.