Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης με δημοσίευση τους στην επιθεώρηση «Nature» αναφέρουν ότι κατασκεύασαν έναν κβαντικό υπερυπολογιστή ικανό για κβαντική τηλεμεταφορά πετυχαίνοντας ένα σημαντικό ορόσημο στον τομέα της κβαντικής τεχνολογίας.
Η σημαντική ανακάλυψη επικεντρώνεται στο λεγόμενο πρόβλημα επεκτασιμότητας του κβαντικού υπολογισμού, με τους ερευνητές να υποστηρίζουν ότι θα επιτρέψει την υλοποίηση της κβαντικής τεχνολογίας επόμενης γενιάς ανοίγοντας το δρόμο σε μια νέα επανάσταση στον τομέα της επιστήμης η οποία δεν μπορεί κανείς να προβλέψει τις θετικές αλλά και πιθανές αρνητικές επιπτώσεις της στην ανθρωπότητα. Ο τομέας της δημιουργίας κβαντικών υπολογιστών υπάρχει εδώ και δεκαετίες αλλά μόνο τα τελευταία χρόνια έχει σημειωθεί σημαντική πρόοδος για την πραγματοποίησή τους σε πρακτική κλίμακα.
Οι ερευνητές της Οξφόρδης λένε ότι η κβαντική τηλεμεταφορά που πέτυχαν θέτει τις βάσεις για το «κβαντικό Διαδίκτυο» Χρησιμοποιώντας τις ιδιότητες της κβαντικής φυσικής, αυτές οι μηχανές επόμενης γενιάς αντικαθιστούν τα παραδοσιακά bit – τα «ένα» και τα «μηδενικά» που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση και τη μεταφορά ψηφιακών πληροφοριών – με κβαντικά bit (qubits), τα οποία μπορούν να λειτουργήσουν ως ένα αλλά και ως ένα-μηδέν ταυτόχρονα μέσω ενός φαινομένου γνωστό ως υπέρθεση.
Αυτό δίνει στους κβαντικούς υπολογιστές τη δυνατότητα να είναι τάξεις μεγέθους πιο ισχυροί από τους σημερινούς υπερυπολογιστές τελευταίας τεχνολογίας που χρησιμοποιούν συμβατική τεχνολογία υπολογιστών. Δεν είναι η πρώτη φορά που επιστήμονες επιτυγχάνουν κβαντική τηλεμεταφορά, με ομάδες που προηγουμένως μετέφεραν δεδομένα από τη μια τοποθεσία στην άλλη χωρίς να μετακινούν qubits. Ωστόσο, είναι η πρώτη επίδειξη κβαντικής τηλεμεταφοράς λογικών πυλών – τα ελάχιστα συστατικά ενός αλγορίθμου – σε μια σύνδεση δικτύου.
Οι ερευνητές ισχυρίζονται ότι η τεχνική της κβαντικής τηλεμεταφοράς θα μπορούσε να αποτελέσει τη βάση για ένα μελλοντικό «κβαντικό Διαδίκτυο», το οποίο θα προσφέρει ένα εξαιρετικά ασφαλές δίκτυο για επικοινωνίες, υπολογισμούς και ανίχνευση. «Προηγούμενες επιδείξεις κβαντικής τηλεμεταφοράς είχαν επικεντρωθεί στη μεταφορά κβαντικών καταστάσεων μεταξύ φυσικώς διαχωρισμένων συστημάτων», δήλωσε ο Ντούγκαλ Μέιν, από το Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης, ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης.
«Στη μελέτη μας, χρησιμοποιούμε την κβαντική τηλεμεταφορά για να δημιουργήσουμε αλληλεπιδράσεις μεταξύ αυτών των απομακρυσμένων συστημάτων. Προσαρμόζοντας προσεκτικά αυτές τις αλληλεπιδράσεις, μπορούμε να εκτελέσουμε λογικές κβαντικές πύλες τις θεμελιώδεις λειτουργίες του κβαντικού υπολογισμού μεταξύ qubits που βρίσκονται σε ξεχωριστούς κβαντικούς υπολογιστές. Αυτή η ανακάλυψη μας δίνει τη δυνατότητα να συνδέσουμε αποτελεσματικά διαφορετικούς κβαντικούς επεξεργαστές σε έναν ενιαίο, πλήρως συνδεδεμένο κβαντικό υπολογιστή».
Οι ερευνητές έδειξαν επίσης ότι το κβαντικό σύστημα θα μπορούσε να κατασκευαστεί και να κλιμακωθεί χρησιμοποιώντας τεχνολογία που είναι ήδη διαθέσιμη. «Το πείραμά μας δείχνει ότι η επεξεργασία κβαντικών πληροφοριών που κατανέμεται στο δίκτυο είναι εφικτή με την τρέχουσα τεχνολογία», δήλωσε ο καθηγητής Ντέιβιντ Λούκας, επικεφαλής επιστήμονας στο UK Quantum Computing and Simulation Hub, εκ των επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.
«Η κλιμάκωση των κβαντικών υπολογιστών παραμένει μια τρομερή τεχνική πρόκληση που πιθανότατα θα απαιτήσει νέες γνώσεις φυσικής καθώς και εντατική προσπάθεια μηχανικής τα επόμενα χρόνια».
