Fizikanët zhvillojnë një algoritëm për të bërë llogaritje kuantike më efikase

Llogaritja kuantike është një nga mjetet më të fuqishme në dispozicion të shoqërisë, me potencialin për të zgjidhur shumë nga problemet jashtëzakonisht komplekse që kompjuterët klasikë nuk mund t'i trajtojnë. Megjithatë, për të arritur kompjuterët kuantikë më të fuqishëm, duhet të ketë një rritje të efikasitetit.

Fizikanët kuantikë në Universitetin e Sussex po trajtojnë këtë problem të efikasitetit. Ata kanë krijuar një algoritëm të ri që mund të rrisë shpejtësinë e shpejtësisë së llogaritjeve në kompjuterët kuantikë që po zhvillohen aktualisht. Algoritmi ofron një mënyrë të re për të drejtuar jonet rreth kompjuterit kuantik, gjë që rrit efikasitetin e llogaritjeve. 

'Algoritmi i rrugëtimit' u detajua në punimin kërkimor të titulluar "Rrugë efikase Qubit për një Kompjuter Kuantik Jon të Mbyllur globalisht”, e cila u botua në revistë Teknologjitë e avancuara kuantike.

Ekipi drejtohej nga Profesor Winfried Hensinger dhe përfshinte Mark Webber, Dr. Steven Haerbert dhe Dr. Sebastian Weidt. 

Hensinger dhe Webber kanë nisur së fundmi kompaninë e tyre, Universal Quantum. Ai synon të ndërtojë kompjuterin e parë kuantik në shkallë të gjerë dhe investitorë të ndryshëm të teknologjisë së lartë kanë shprehur interes. 

Algoritmi i rrugëtimit

Algoritmi i rrugëzimit funksionon duke rregulluar trafikun në një kompjuter kuantik, duke bërë të mundur që quibits të transportohen fizikisht në distanca të gjata. Kjo i lejon quibits të ndërveprojnë me të tjerët, dhe të dhënat janë në gjendje të lëvizin me efikasitet brenda kompjuterit kuantik pa asnjë bllokim. 

Një nga aspektet themelore të kompjuterëve kuantikë janë bitët kuantikë, ose quibits, të cilët përdoren për të përpunuar informacionin. Ekipi fillimisht analizoi një kompjuter kuantik të 'joneve të bllokuara', i cili përbëhet nga mikroçipe silikoni me atome të ngarkuar. Këto atome të ngarkuara, ose jone, levitojnë mbi sipërfaqen e mikroçipit dhe ato përdoren për të ruajtur të dhënat. Çdo jon është në gjendje të mbajë një bit kuantik informacioni.

Për të bërë llogaritjet në këtë lloj kompjuteri kuantik, jonet duhet të lëvizin përreth. Fuqia e kompjuterit kuantik varet nga sa shpejt dhe me efikasitet mund të ndodhë kjo.

Superpërçues kundër Jonit të Bllokuar

Ekzistojnë dy pajisje kryesore që përdoren në fushën e llogaritjes kuantike: pajisjet superpërçuese dhe pajisjet e joneve të bllokuara. 

Pajisjet superpërcjellëse përdoren nga disa prej kompanive me emër si IBM dhe Google, ndërsa pajisjet e joneve të bllokuara përdoren nga ekipi në Universitetin e Sussex dhe kompani të tjera. 

Kompjuterët kuantikë superpërcjellës mbështeten në quibit të palëvizshëm dhe në shumicën e rasteve këta mund të ndërveprojnë vetëm me quibit që janë pranë njëri-tjetrit. Në mënyrë që llogaritjet të kryhen midis quibits që nuk janë drejtpërdrejt pranë njëri-tjetrit, duhet të ketë komunikim përmes një zinxhiri quibits ngjitur. 

Ndërsa informacioni lëviz nga një kubit në tjetrin dhe kështu me radhë, ai bëhet më i korruptuar sa më i gjatë të jetë zinxhiri. Për shkak të kësaj, kompjuterët kuantikë superpërcjellës shihen nga ekipi se kanë një fuqi të kufizuar llogaritëse. 

Për shkak të këtyre kufizimeve, ekipi zgjodhi të zhvillojë një algoritëm të ri rrugëtimi për arkitekturën e joneve të bllokuara. Metoda aktuale për matjen e fuqisë llogaritëse të kompjuterëve kuantikë afatshkurtër është 'Vëllimi kuantik', të cilin ekipi ishte në gjendje ta përdorte për të krahasuar modelin e tyre me ata superpërçues. 

Ekipi zbuloi se modeli i tyre i joneve të bllokuara ishte më i qëndrueshëm dhe performonte më mirë se ai i kubitit superpërçues, dhe kjo ishte për shkak të algoritmit të tyre që lejonte kubitët të ndërveprojnë drejtpërdrejt me më shumë quibit. Kjo metodë rezulton në një fuqi llogaritëse më të lartë të pritur. 

“Tani mund të parashikojmë fuqinë llogaritëse të kompjuterëve kuantikë që po ndërtojmë. Studimi ynë tregoi një avantazh thelbësor për pajisjet e joneve të bllokuara dhe algoritmi i ri i rrugëzimit do të na lejojë të maksimizojmë performancën e kompjuterëve kuantikë të hershëm, "tha Webber. 

Sipas Hensinger, "Në të vërtetë, kjo punë është një hap tjetër drejt ndërtimit të kompjuterëve kuantikë praktikë që mund të zgjidhin problemet e botës reale."