Naukowcy intensywnie pracują nad komputerami kwantowymi. Firmy, takie jak IBM, Google czy Rigetti rozwijają nowe rodzaje procesorów, które opierają się na matematyce cząstek subatomowych, aby wykonywać obliczenia, które są zbyt trudne dla klasycznych komputerów. Urządzenia te opierają się o nadprzewodniki, które stanowią podstawę dla kubitów. Tymczasem amerykańska firma IonQ zademonstrowała zupełnie nowy komputer kwantowy, który opiera się na kwantowej naturze samych atomów i jest to obecnie najwydajniejszy system tego typu.

Zbudowanie funkcjonalnej maszyny kwantowej jest wyzwaniem, ponieważ kubity szybko tracą swoją kwantową naturę przez czynniki zewnętrzne. Kluczem do opracowania takiego urządzenia jest odnalezienie układu kwantowego, który może działać jako kubit. Przykładowo firma IBM wykorzystuje zachowanie elektronów, przepływających przez przewód nadprzewodzący, aby utworzyć dwustanowy system kwantowy.

Tymczasem firma IonQ, do budowy swojego komputera kwantowego wykorzystała same atomy – każdy kubit jest pojedynczym atomem iterbu, utrzymywanym w miejscu za pomocą laserów, dwa stany kubitów są parą poziomów energii elektronów, a kubity są kontrolowane i mierzone za pomocą specjalnych impulsów laserowych.

Komputer kwantowy IonQ może zawierać nawet 160 kubitów, lecz w trakcie testów wydajności, maszyna wykonywała obliczenia na 79 kubitach. Urządzenie wyróżnia się bardzo wysoką dokładnością operacji logicznych, wynoszącą ponad 98% dla jedno- i dwukubitowych operacji w konfiguracji 13-kubitowej. Oznacza to, że system kwantowy IonQ może wykonywać dłuższe obliczenia od współczesnych komputerów kwantowych.

Naukowcy przeprowadzili na swoim komputerze standardowy test z użyciem algorytmu Bernsteina-Vaziraniego. System musiał odgadnąć liczbę z przedziału od 0 do 1023. Już przy pierwszym podejściu, maszyna prawidłowo zgadywała 73% liczb. Jest to najlepszy jak dotąd wynik dla komputera kwantowego.

Naukowcy z firmy IonQ będą ulepszać swój wynalazek i przeprowadzać kolejne testy. Ich maszyna może zapoczątkować istnienie pierwszych średnioskalowych komputerów kwantowych.

Wiadomość pochodzi z portalu tylkonauka.pl