Descoperire revoluționară. Oamenii de știință au realizat teleportarea cuanticǎ cu un supercomputer cuantic

Cercetătorii de la Universitatea din Oxford au construit un supercomputer cuantic scalabil capabil de teleportare cuantică.

Studiul, publicat in revista Nature, dezvăluie descoperirea revoluționară care aduce calculul cuantic mai aproape de utilizarea la scară largă. Aceasta ar putea transforma radical industria tehnologică și ar putea duce la crearea unui „internet cuantic” extrem de sigur.

Potrivit publicației Independent, domeniul calculului cuantic există de zeci de ani, dar numai în ultimii ani s-au făcut progrese semnificative în realizarea lor la scară practică. Folosind proprietățile fizicii cuantice, aceste mașini de ultimă generație înlocuiesc biții tradiționali – folosiți pentru a stoca și transfera informații digitale – cu biți cuantici (qubiți), care pot acționa printr-un fenomen cunoscut sub numele de suprapunere.

Teleportarea cuantică nu este un concept nou, dar până acum oamenii de știință au reușit doar transferul de date între sisteme separate, fără a muta fizic qubiții. În premieră, cercetătorii de la Oxford au demonstrat teleportarea cuantică a porților logice – componentele fundamentale ale unui algoritm – între două sisteme aflate la distanță.

„Demonstrațiile anterioare ale teleportării cuantice s-au concentrat pe transferul de stări cuantice între sisteme separate fizic. În studiul nostru, folosim teleportarea cuantică pentru a crea interacțiuni între aceste sisteme și pentru a efectua porți logice cuantice între qubiți găzduiți în computere cuantice diferite”, a spus autorul studiului, Dougal Main, de la Departamentul de Fizică de la Universitatea Oxford.

Mai multe procesoare cuantice interconectate în locul supercomputerului masiv

Această tehnologie are potențialul de a transforma fundamental modul în care computerele cuantice sunt construite și utilizate. În loc de un singur supercomputer masiv, viitoarele sisteme cuantice ar putea fi alcătuite din mai multe procesoare cuantice interconectate, funcționând ca un singur calculator unificat.

Cercetătorii au arătat, de asemenea, că sistemul cuantic ar putea fi construit și scalat folosind o tehnologie care este deja disponibilă.

„Experimentul nostru demonstrează că procesarea informației cuantice distribuite în rețea este posibilă cu tehnologia actuală. Totuși, scalarea acestor sisteme rămâne o provocare tehnică imensă, care va necesita noi descoperiri în fizică și inginerie”, a declarat profesorul David Lucas, cercetător principal al echipei de cercetare și om de știință principal la Hub-ul de calcul și simulare cuantic din Regatul Unit.

Această descoperire ar putea deschide calea spre computere cuantice cu adevărat scalabile și spre rețele de comunicații ultra-securizate, cu aplicații în domenii precum securitatea cibernetică, inteligența artificială și simularea proceselor complexe.

Calculatoarele cuantice folosesc mecanica cuantică pentru a stoca și procesa informații. Spre deosebire de computerele binare, unde unitatea de bază de informație sau biți pot ocupa fie o stare „pornit”, fie „oprit”, biții cuantici (qubiții) folosesc proprietatea de suprapunere, în care informațiile pot exista în mai multe stări pentru a efectua calcule cu o rată mult mai rapidă decât supercalculatoarele de astăzi, conform interestingengineering.com.  

Abilitatea de calcul superioară a computerelor cuantice poate ajuta cercetarea medicală, poate alimenta modelele de schimbări climatice și poate rezolva problemele de optimizare în multe industrii. Acesta este motivul pentru care institutele de cercetare și companiile private lucrează pentru a aduce această tehnologie avansată de calcul în lumea reală. 

Pentru ca un computer cuantic să rezolve provocările cu care se confruntă omenirea astăzi trebuie să proceseze o mulțime de informații stocate în mulți qubiți. Deoarece calculatoarele cuantice lucrează la temperaturi extrem de scăzute, construirea unui procesor cuantic mare care poate gestiona milioane de qubiți simultan ar însemna construirea unei mașini de dimensiuni imense și a unei infrastructuri de răcire criogenică la fel de mare. 

Cercetătorii de la Universitatea Oxford de fizică au încercat să rezolve această problemă cu o arhitectură scalabilă în care modulele pot fi conectate între ele pentru a construi o mașină mare.