Vedci dosiahli prelom v oblasti kvantových výpočtov. Vyvinuli totiž prvý modulárny fotonický kvantový počítač s názvom Aurora, ktorý funguje pri izbovej teplote a využíva svetlo na spracovanie údajov. Systém rieši niektoré z najväčších výziev kvantového výpočtového sveta, ako sú škálovateľnosť, tolerancia voči chybám a oprava výpočtových chýb. Na tému upozornil portá LiveScience.

Prečo je Aurora revolučná?

Kvantové počítače bežne využívajú supravodivé qubity, ktoré pracujú s mikrovlnnými signálmi. Tento prístup však vyžaduje extrémne nízke teploty, respektíve teploty blízke absolútnej nule, čo spôsobuje problémy s chladením a obmedzuje škálovateľnosť systémov. Aurora tento problém rieši inovatívnym spôsobom. Namiesto supravodivých qubitov využíva fotonické qubity, teda častice svetla.

Použitie svetla na prenos a spracovanie údajov umožňuje, aby sa Aurora bez problémov prepájala cez optické vlákna, ktoré tvoria základ dnešnej komunikačnej infraštruktúry. Tento modulárny prístup znamená, že menšie výpočtové jednotky možno spájať do väčších systémov, čím sa otvára cesta k škálovateľným kvantovým počítačom s vyššou odolnosťou voči chybám.

„Dva najväčšie problémy v oblasti kvantového výpočtového prostredia sú výkon (opravovanie chýb a tolerancia voči poruchám) a škálovateľnosť,“ uviedol Christian Weedbrook, zakladateľ a CEO spoločnosti Xanadu, ktorá stojí za týmto objavom.

Výzvy a budúcnosť kvantového výpočtu

Výskumníci sa domnievajú, že rozdelením kvantových počítačov na menšie a menej chybové komponenty môžu výrazne zlepšiť korekciu chýb. Podľa Darrana Milnea, experta na kvantové výpočty, sa však ešte len uvidí, či tento prístup skutočne minimalizuje chyby, alebo ich len násobí.

Xanadu, University of Toronto

Aurora je založená na technológiách použitých v systémoch X8 a Borealis od spoločnosti Xanadu. Systém obsahuje 35 fotonických čipov prepojených 13 kilometrami optických vlákien. Tento modulárny dizajn by mohol otvoriť dvere k vytvoreniu kvantových dátových centier s miliónmi qubitov a vyššou stabilitou.

Potenciálne využitie zahŕňa simuláciu molekúl a výpočty súvisiace s farmaceutickými skúškami, čím by sa mohlo výrazne urýchliť testovanie nových liekov. Ďalšou perspektívnou aplikáciou je kvantová kryptografia, ktorá by mohla priniesť bezprecedentne bezpečnú komunikáciu.

Tím spoločnosti Xanadu sa teraz sústreďuje na elimináciu straty optických signálov v dôsledku degradácie vlákien. Ak sa im podarí tento problém vyriešiť, môžeme byť svedkami éry masovo škálovateľných kvantových systémov, ktoré by mohli zásadne zmeniť oblasť výpočtovej techniky a informačných technológií.

Čítajte viac z kategórie: Novinky