Cipul cuantic. Cercetătorii au creat prima poartă logică cuantică din siliciu
Un nou progres important în tehnologia de realizare a cipurilor cuantice va deschide, probabil, o nouă eră în calculul cuantic. Pe baza principiului superpoziției, care afirmă că un obiect cuantic se poate afla în mai multe stări simultan, cercetătorii au reuşit să construiască prima „poartă logică pe 2 qubiți” într-un cip de siliciu.
O reprezentare artistică a qubiţilor din calculatorul cuantic. Starea fiecărui qubit este stabilită de direcţia câmpului magnetic al electronului (roșu sau albastru) indicată prin săgeți. Credit: Tony Melov/UNSW.
„Regula jocului se schimbă”, anunţă Andrew Dzurak de la University of New South Wales din Australia.
Funcţionarea unui calculator clasic se bazează pe biții binari care utilizează un curent de electroni, fiecare bit putând lua valoarea 0 sau 1. Acest lucru este însă pe cale să se schimbe.
Noua tehnologie, prezentată în revista Nature, utilizează aşa-numiţii qubiți sau biții cuantici. Qubiții sunt diferiţi faţă de biţi, deoarece ei folosesc un singur electron și spinul acelui electron stabileşte starea qubitului. Practic, câmpul magnetic al electronului dictează codul binar 0 sau 1.
Inginerii de la UNSW Australia explică în prezentarea video de mai jos importanţa progresului înregistrat în tehnologia de fabricaţie a cipurilor cuantice.
Datorită superpoziţiei cuantice, un qubit se poate afla în mai multe stări cuantice simultan, ceea ce înseamnă că poate fi în acelaşi timp 0, 1 sau o superpoziţie a lui 0 şi 1. În acest fel pe baza qubiților se pot efectua mai multe calcule în paralel și se pot construi computere incredibil de puternice. Computerele cuantice vor depăşi ca performanţă cele mai rapide supercalculatoare din prezent.
Cu toate acestea, până acum nu s-a putut realiza un cip pe bază de siliciu în care qubiții să comunice între ei. Prin crearea unei „porţi logice pe 2 qubiți” într-un cip de siliciu, cercetătorii au dezvoltat un sistem prin care qubiții se influenţează reciproc. În acest fel, calculul cuantic a devenit realitate.
Dzurak este euforic. „Am creat o poartă logică pe 2 qubiţi, componenta fundamentală a unui computer cuantic și, mai important, aceasta este pe bază de siliciu. Deoarece utilizăm, în esență, tehnologia actuală de realizare a cipurilor de computer, credem că va fi mult mai ușor să se fabrice în viitor un cip de procesor care să se bazeze pe tehnologii mai exotice”.
Cercetătorii au brevetat deja o soluţie de proiectare pentru primul cip cuantic din lume care va conţine milioane de qubiți. În continuare se intenţionează stabilirea unui parteneriat cu producătorii din industria de profil pentru începerea producţiei acestor cipuri pe scară largă.
Computerele cuantice vor dispune de o putere de procesare mult mai mare decât a calculatoarelor obişnuite, astfel încât acestea vor fi utilizate pentru prelucrarea informațiilor din marile baze de date, pentru simulările computerizate, pentru creșterea securității comunicaţiilor şi protecţia informaţiei. De asemenea, ele vor fi utilizate şi în cadrul unor aplicaţii destinate sectorului financiar şi al sănătăţii.
Sursă: Futurism