Uczeni zamienili wnętrze diamentu w komputer kwantowy

Skazy znajdujące się wewnątrz diamentów nie są pożądane, ponieważ obniżają wartość kamieni. Okazuje się jednak, że można je wykorzystać do zamiany klejnotów w działające komputery kwantowe. Tak właśnie zrobili holenderscy i amerykańscy uczeni.

Dzięki umieszczeniu komputera wewnątrz diamentu uczonym udało się ochronić go przed dekoherencją, czyli wpływem otoczenia na procesy kwantowe. Choć już wcześniej konstruowano prototypy maszyn kwantowych, to po raz pierwszy zbudowano komputer w stanie stałym, który mógłby zniwelować efekt dekoherencji.

Choć komputery kwantowe wciąż nie mogą równać się z tradycyjnymi urządzeniami (między innymi z powodu ceny, problemów z odczytem informacji i braku dostatecznej liczby algorytmów), to mają nad nimi jedną przewagę – zamiast zwykłych bitów wykorzystują kubity.

Standardowy bit może być albo zerem, albo jedynką. Tymczasem kubit również świetnie sobie radzi, przyjmując obie wartości lub nie przyjmując żadnej z nich w tym samym momencie. Właściwość ta nazywana jest superpozycją. Dzięki niej po przygotowaniu odpowiedniego algorytmu komputer kwantowy może wykonywać obliczenia w znacznie krótszym czasie niż tradycyjne maszyny.

Komputer skonstruowany przez amerykańskich i holenderskich uczonych odczytuje dwa kubity, które są jednocześnie skazami wewnątrz diamentu. Jedną z nich jest jądro atomu azotu, a drugą elektron.

Do przetestowania możliwości komputera wykorzystano algorytm Grovera. W uproszczeniu próba polegała na wyszukiwaniu konkretnego obiektu na liście zawierającej 4 pozycje. Według reguł prawdopodobieństwa średnio powinno się trafiać za drugim razem. Kwantowy komputer będzie potrafił zrobić to samo przy pierwszej próbie. Diamentowy wynalazek nie jest jeszcze doskonały, ale uczonym i tak udało się osiągnąć 95% skuteczność.

Nad projektem pracowali wspólnie amerykańscy naukowcy z University of Southern California, Iowa State University, University of California, Santa Barbara oraz Holendrzy z Delft University of Technology.

Źródło: Dvice