Τα σφάλματα στους κβαντικούς υπολογιστές αποτελούν ένα σοβαρό εμπόδιο για την ευρεία χρήση τους, καθώς μπορεί να καταστρέψουν πολύτιμες πληροφορίες. Όμως, μια ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας (UNSW) φαίνεται να έχει βρει έναν επαναστατικό τρόπο να ξεπεράσει αυτό το πρόβλημα, αξιοποιώντας την έννοια του διάσημου πειράματος σκέψης της γάτας του Schrödinger.
Η νέα μέθοδος κωδικοποιεί την κβαντική πληροφορία σε άτομα αντιμονίου, τα οποία έχουν οκτώ διαφορετικές καταστάσεις, αντί των παραδοσιακών κουμπίτ (qubits) που διαθέτουν μόνο δύο καταστάσεις (0 ή 1). Με αυτόν τον τρόπο, τα δεδομένα αποθηκεύονται με μεγαλύτερη ασφάλεια, καθώς ένα μεμονωμένο λάθος δεν είναι αρκετό για να καταστρέψει την κωδικοποιημένη πληροφορία.
Τι είναι το πείραμα σκέψης «Schrödinger’s Cat»;
Το αρχικό πείραμα σκέψης του φυσικού Erwin Schrödinger, που διατυπώθηκε το 1925, περιγράφει την παράξενη φύση του κβαντικού κόσμου χρησιμοποιώντας τη φαντασία μιας γάτας τοποθετημένης μέσα σε ένα αδιαφανές κουτί με ένα φιαλίδιο δηλητηρίου.
Το πείραμα σκέψης αναδεικνύει πώς η γάτα μπορεί να βρίσκεται ταυτόχρονα σε δύο καταστάσεις, ζωντανή και νεκρή, μέχρι να ανοίξει το κουτί και να παρατηρηθεί.
Ο επαναστατικός κβαντικός «γάτος»
Στην περίπτωση ενός κβαντικού qu-bit, η πληροφορία μπορεί να κωδικοποιηθεί στις καταστάσεις ‘spin up’ ή ‘spin down’ ενός ατόμου. Ωστόσο, οι θόρυβοι και τα σφάλματα που προκαλούνται από τη λειτουργία των κβαντικών υπολογιστών μπορεί να προκαλέσουν απώλεια αυτής της κβαντικής κατάστασης. Στα κανονικά qu-bit, ένα μεμονωμένο λάθος μπορεί να καταστρέψει εντελώς την πληροφορία.
Για να αντιμετωπίσουν αυτό το πρόβλημα, οι ερευνητές ενσωμάτωσαν άτομα αντιμονίου μέσα σε τσιπ κβαντιού πυριτίου. Τα άτομα αντιμονίου έχουν οκτώ διαφορετικές κατευθύνσεις περιστροφής, δίνοντάς τους έτσι περισσότερες επιλογές αποθήκευσης δεδομένων. Αυτό σημαίνει ότι για να καταστραφεί η κβαντική πληροφορία, θα χρειαστούν τουλάχιστον επτά διαδοχικά λάθη – κάτι που καθιστά την αποθήκευση πολύ πιο ανθεκτική.
«Ένας κβαντικός γάτος με πολλές ζωές»
Όπως λέει και η παροιμία, μια γάτα έχει εννιά ζωές, κάτι που στην περίπτωση του κβαντικού qubit αντιπροσωπεύει τις διαφορετικές πιθανές καταστάσεις κβαντικής αποθήκευσης. «Θα χρειαστούν επτά διαδοχικά λάθη για να μετατραπεί το ‘0’ σε ‘1’!» δήλωσε ο Benjamin Wilhelm, διδακτορικός φοιτητής στο UNSW.
Ένα ‘Ιερό Δισκοπότηρο’ για την κβαντική υπολογιστική
Με αυτήν τη νέα μέθοδο, οι ερευνητές ελπίζουν να λύσουν ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα της κβαντικής πληροφορικής: την έγκαιρη ανίχνευση και διόρθωση λαθών. Όπως εξηγεί ο Andrea Morello, καθηγητής ηλεκτρολογίας και κβαντικής φυσικής στο UNSW, «Αν συμβεί κάποιο λάθος, το ανιχνεύουμε αμέσως και μπορούμε να το διορθώσουμε πριν συσσωρευτούν άλλα λάθη».
Αυτός ο νέος τρόπος κωδικοποίησης των δεδομένων, χρησιμοποιώντας άτομα αντιμονίου, δεν προσφέρει μόνο μεγαλύτερη ανθεκτικότητα, αλλά ανοίγει και νέες προοπτικές για τη δημιουργία πιο αξιόπιστων κβαντικών υπολογιστών, κάτι που θεωρείται το «Ιερό Δισκοπότηρο» της κβαντικής πληροφορικής.
Ο ρόλος της τεχνολογίας
Οι υπολογιστές κβαντικής πληροφορικής είναι γνωστοί για την ικανότητά τους να λύσουν προβλήματα που είναι πρακτικά αδύνατο να λυθούν με τους παραδοσιακούς υπολογιστές. Ωστόσο, η ανθεκτικότητα στην εμφάνιση σφαλμάτων αποτελεί ένα σημαντικό εμπόδιο που εμποδίζει την ευρεία τους εφαρμογή.
Με αυτό το νέο σύστημα, η ομάδα ελπίζει να ξεπεράσει αυτό το πρόβλημα και να προχωρήσει στη δημιουργία πιο ισχυρών και ακριβών κβαντικών υπολογιστών.
Η έρευνα δημοσιεύτηκε την Τετάρτη (14 Ιανουαρίου) στο περιοδικό Nature Physics και αναμένεται να αποτελέσει σημείο αναφοράς για τη μελλοντική ανάπτυξη της κβαντικής τεχνολογίας.
VIA: Πηγή Άρθρου
Greek Live Channels Όλα τα Ελληνικά κανάλια: Βρίσκεστε μακριά από το σπίτι ή δεν έχετε πρόσβαση σε τηλεόραση; Το IPTV σας επιτρέπει να παρακολουθείτε όλα τα Ελληνικά κανάλια και άλλο περιεχόμενο από οποιαδήποτε συσκευή συνδεδεμένη στο διαδίκτυο. Αν θες πρόσβαση σε όλα τα Ελληνικά κανάλια Πατήστε Εδώ
Ακολουθήστε το TechFreak.GR στο Google News για να μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις τεχνολογίας.
