Technologie kwantowe w ostatnim czasie budzą spore zainteresowanie wśród naukowców z całego świata.
Badacze z Centrum Nowych Technologii UW stworzyli pierwszy polski procesor kwantowy w historii.
Procesor kwantowy to duży krok na drodze przesyłania informacji
Światło może nieść ze sobą ogromna ilość informacji, o czym od lat przekonują się fizycy i chemicy, którzy
rozwijają dziedzinę zwaną spekstroskopią. Okiełznanie światła i przetwarzanie informacji zawartych w jego widmie
może mieć ogromne zastosowanie w informatyce kwantowej. Udowodnili to naukowcy z Uniwersytetu
Warszawskiego, którym udało się wybudować pierwszy w Polsce i niezwykle skuteczny procesor kwantowy.
– Procesory kwantowe, w odróżnieniu od procesorów klasycznych, operują na tzw. kubitach, czyli, gdy zwykły bit
może przyjmować dwie wartości, tak kubit może przyjmować dwie wartości, a dodatkowo może przyjmować
wszystkie wartości pomiędzy 0 a 1, może być w tzw. superpozycji – wyjaśnia Mateusz Mazelanik, doktorant UW i
współautor projektu badawczego. – Dzięki temu, że procesor kwantowy operuje na kubitach, sprawdza się przy
rozwiazywaniu niektórych problemów znacznie lepiej niż procesor klasyczny – dodaje.
Urządzenie kwantowe może przetwarzać wiele różnych danych wejściowych. Dodatkowo w procesorze kwantowym
wykorzystuje się tzw. interferencję. – Interferencja to takie dobranie zależności miedzy danymi, które będą
wychodzić z tego procesora, żeby one na końcu ze sobą interferowały, żeby wyniki z plusem zniosły się z wynikami
z minusem, a wyniki z plusami się dodały – wyjaśnia naukowiec. – Zaprojektowanie odpowiedniego logarytmu na
taki procesor kwantowy może prowadzić do tego, że niektóre problemy da się rozwiązać znacznie szybciej niż na
klasycznym procesorze – dodaje.
Przyspieszenie operacji to bez wątpienia zaleta procesora kwantowego, ale też nie jedna. – Inna zaleta to to, że
procesor kwantowy operuje na formacji kwantowej. Oznacza to, że dane wejściowe nie są po prostu liczbami.
Procesor kwantowy może dostawać na wejściu stany kwantowe i operować na nich. My się właśnie tym zajmujemy –
przetwarzaniem informacji kwantowej by uzyskać jakiś lepszy wynik – tłumaczy rozmówca Czwórki.
Po co nam te wyliczenia?
– Pokazujemy, że dzięki operacjom na fotonach wejściowych, które następnie mierzymy (poza procesorem),
możemy zwiększyć precyzję w spektroskopii – opowiada Mateusz Mazelanik. – Mierzymy sobie fotony – one mają
jakąś długość fali i jakąś częstotliwość. Jeśli one są wyemitowane przez jakiś materiał, to niosą jakąś informację o
tym materiale. Tym zajmuje się spektroskopia – badaniem materiałów, cząsteczek. Poprzez mierzenie widma światła,
czyli de facto koloru, możemy ten pomiar zrobić lepiej – dodaje.
Wszystkie te operacje pomiary i wyliczenia mają kluczowe znaczenie w przetwarzaniu informacji. Dzięki nim
możemy liczyć na lepsze sposoby komunikacji. Możemy “upchać” więcej informacji w fotonach, które są przesyłane
światłowodem czy laserami, w komunikacji satelitarnej, w której trzeba używać fotonów w bardzo małych ilościach.
Źródło: pap, pr24.pl, UW
A S
