Dzisiaj będzie trochę nauki, mniej techniki, a co! W końcu to, o czym mam zamiar Wam opowiedzieć może za niedługi okres czasu stać się chlebkiem codziennym. Może niedługo będziemy mieli przed sobą komputery rodem ze Star Treka, lub Gwiezdnych Wojen.
Zapewne każdy z Was wie, że informatyka, elektronika, fizyka to tak prężnie rozwijające się dziedziny. Z chwili na chwile jesteśmy zasypywani przez naukowców taką pulą odkryć, że nie jesteśmy w stanie o wszystkim czytać. Nie mówię już o nowinkach technicznych rynku IT i urządzeniach, które możemy kupić. Dzisiaj chce powiedzieć o maszynach, które jeszcze nie przeszły progów laboratoriów, a są wielką nadzieją nauki. Osobiście mocno wierzę i jestem rękami i nogami za prężnym rozwojem elektroniki i informatyki kwantowej. Drzemie tak niesamowity potencjał.
Nad komputerem kwantowym pracują naukowcy z Uniwerku w Insbrucku. Zaprezentowali ostatnio kwantową antenę!!! Pozwala ona na wymianę informacji pomiędzy komórkami oddzielonymi od siebie, ale umieszczonymi w jednym układzie. I nie da się ukryć, że ta sama grupa naukowców jest odpowiedzialna w pozytywnym tego słowa znaczeniu za stworzenie pierwszego kwantowego bajtu. Bajt taki składa się z ośmiu quitów, które zostają umieszczone w elektromagnetycznej pułapce. Czym jest w takim razie qubit? Najłatwiej będzie, jak powiem, że jest najmniejszą i niepodzielną jednostką informacji kwantowej.
A dokładnie – różni się od bitu klasycznego w znaczny sposób – może występować w dowolnej superpozycji dwóch kwantowych stanów – jak wszystko, co kwantowe. 🙂 Jednakże, takich bajtów potrzeba o wiele więcej, a w pułapkach nie da się przechowywać dużej ilości jonów jednocześnie je kontrolując. Dlatego właśnie wykorzystano anteny do transmisji informacji pomiędzy oddalonymi od siebie pułapkami. Cząsteczki oscylują zupełnie, jak znane nam już elektrony w polu anteny telewizyjnej tworząc standardowe pole elektromagnetyczne. Gdy anteny są dostrojone bez problemu radzą sobie z przyjęciem sygnału, dzięki czemu dochodzi do tzw. sprzężenia. Zdaniem naukowców z Insbrucka komputery kwantowe mogą bazować na układach scalonych, które zawierają liczne takie pułapki.
Tyle o Insbrucku. Jednakże nie tylko oni zajmują się zabawą z informatyką kwantową. Kolejną grupą jest ekipa z University of California w Santa Barbara. Ci delikwenci porwali się z motyką na Słońce, jak można by było zakładać, ponieważ mieli zamiar stworzyć komputer kwantowy w którym połączono procesor z pamięcią. I co? Udało im się!!! Co zrobiono? Nic nowego! Odtworzono na strukturze kwantowej znaną nam nie od dziś architekturę von Newmanna. Nie jest to jeszcze w pełni sprawny komputer, ale jest to kamień milowy w badaniach nad technologią kwantową. Zarówno dla ułatwienia programowania, jak i kontrolowania komputera. Do chłodzenia użyto temperatury bliskiej zeru absolutnemu. Dopiero wtedy obwody zachowują się jak nadprzewodniki i może dość do zjawisk kwantowych. Maszyna ta wykorzystuje zaledwie dwa qubity. Komunikują się one za pomocą szyny kwantowej. Każdy qubit jest też połączony z układem pamięci, dlatego zachowuje się jak RAM. Dla pasjonatów takich technologii dodam, że uruchomiono na nim Kwantową Transformatę Fouriera oraz Bramkę Tooffoliego, ale tylko trzy-qubitową.
Obecnie jedynym dostępnym komercyjnie urządzeniem, które do obliczeń wykorzystuje zjawiska kwantowe, jest urządzenie firmy D-Wave.
Ciekawe, ile czasu jeszcze minie, zanim dostaniemy takie bajery na stoły. Pamiętam czasy, kiedy moje Commodore miał 64 Kb RAM i 20 KB ROM i śmigało aż miło, więc komputer złożony z 2 qubitów to jest coś. Mam nadzieję, że uda mi się dożyć czasów, kiedy wpuszczą taki sprzęt na rynek, bo będzie to zapewne niesamowity skok technologiczny.
