מדענים הפכו את רשת המחשבים הקוונטיים הגדולה והמורכבת ביותר עד כה, וקיבלו 20 פיסות קוונטיות שונות ומסתבכות שונות לדבר זה עם זה.
לאחר מכן הצוות הצליח לקרוא את המידע הכלול בכל אותם qubits שנקרא, ויצר אב-טיפוס של "זיכרון לטווח קצר" קוונטי עבור המחשב. אמנם מאמצי העבר הסתבכו בקבוצות גדולות יותר של חלקיקים בלייזרים אולטרה-קרדיים, זו הפעם הראשונה שחוקרים הצליחו לאשר שהם אכן נמצאים ברשת.
המחקר שלהם, שפורסם ב -10 באפריל בכתב העת Physics Review X, דוחף מחשבים קוונטיים לרמה חדשה, מתקרב יותר למה שמכונה "היתרון הקוונטי", שם הקוויביטים טובים מביניהם על החלקים הקלאסיים של מחשבים מבוססי-סיליקון, אמרו החוקרים. .
מקטעים לקצוות
המחשוב המסורתי מבוסס על שפה בינארית של 0s ו- 1s - אלף-בית עם שתי אותיות בלבד, או סדרת גלובוסים המועברים אל הקוטב הצפוני או הדרומי. מחשבים מודרניים משתמשים בשפה זו על ידי שליחה או עצירה של זרימת החשמל דרך מעגלי מתכת וסיליקון, החלפת קוטביות מגנטית או שימוש במנגנונים אחרים שמצבם "כיבוי או כיבוי" כפול.
עם זאת, מחשבים קוונטיים משתמשים בשפה שונה - עם מספר אינסופי של "אותיות".
אם שפות בינאריות משתמשות בקטבים הצפוניים והדרומיים של הגלובוס, מחשוב קוונטי היה משתמש בכל הנקודות שביניהן. המטרה של מחשוב קוונטי היא להשתמש גם בכל האזור שבין הקטבים.
אבל איפה אפשר לכתוב שפה כזו? זה לא כמו שאתה יכול למצוא חומר קוונטי בחנות לחומרי בניין. אז הצוות מלכוד יוני סידן באמצעות קרני לייזר. על ידי פעימת היונים הללו באנרגיה, הם יכולים להעביר אלקטרונים משכבה אחת לשנייה.
בפיזיקה של בית הספר התיכון, אלקטרונים מקפצים בין שתי שכבות, כמו מכונית המשתנה נתיבים. אך במציאות, אלקטרונים אינם קיימים במקום אחד או בשכבה אחת - הם קיימים ברבים בו זמנית, תופעה המכונה סופרפוזיציה קוונטית. התנהגות קוונטית מוזרה זו מציעה סיכוי להמציא שפת מחשב חדשה - כזו המשתמשת באינסוף אפשרויות. בעוד המחשוב הקלאסי משתמש בסיביות, יוני הסידן הללו בסופרפוזיציה הופכים לסיביות קוונטיות. בעוד שעבודות בעבר יצרו קוויביטים כאלה בעבר, החוכמה להכנת מחשב היא לגרום לקוויביטים האלה לדבר זה עם זה.
ניקולאי פריס, הסופר הראשון בעיתון וחוקר בכיר במכון לאופטיקה קוונטית ומידע קוונטי בווינה, אמר ל- Live Science. "אם הם לא מדברים זה עם זה, כל מה שאתה יכול לעשות איתם זה חישוב קלאסי יקר מאוד."
קטעים מדברים
כדי לגרום לקוויטקס "לדבר" במקרה זה להסתמך על תוצאה ביזארית נוספת של מכניקת הקוונטים, המכונה הסתבכות. הסתבכות היא כאשר נראה ששני חלקיקים (או יותר) פועלים באופן מתואם ותלוי, גם כשהם מופרדים על ידי מרחקים עצומים. מרבית המומחים חושבים שחלקיקים מסתבכים יהיו מרכזיים כמעוני מחשוב קוונטיים מניסוי מעבדה ועד מהפכת מחשוב.
"לפני עשרים שנה, הסתבכות של שני חלקיקים הייתה עניין גדול", אמר לסופר לייבר מדע השותף למחקר ריינר בלאט, פרופסור לפיזיקה מאוניברסיטת אינסברוק באוסטריה. "אבל כשאתה באמת הולך ורוצה לבנות מחשב קוונטי, אתה צריך לעבוד עם לא רק להגיד חמישה, שמונה, 10 או 15 קוביט. בסופו של דבר, נצטרך לעבוד עם הרבה הרבה יותר קווביט."
הצוות הצליח לסבך 20 חלקיקים יחד לרשת מבוקרת - עדיין לא היה מחשב קוונטי אמיתי אבל הרשת הגדולה כזו עד כה. ובעוד הם עדיין צריכים לאשר שכל 20 מסתבכים זה בזה לחלוטין, זה צעד איתן לעבר מחשבי העל של העתיד. נכון להיום, קוויביטים לא הצליחו להעלות על ביצועים מקטעי מחשב קלאסיים, אבל בלאט אמר שהרגע הזה - המכונה לעתים קרובות היתרון הקוונטי - מגיע.
"מחשב קוונטי לעולם לא יחליף מחשבים קלאסיים; הוא יוסיף עליהם," אמר בלאט. "אפשר לעשות את הדברים האלה."
