นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใหญ่ที่สุดและซับซ้อนที่สุดโดยรับควอนตัมบิตหรือควิท 20 อันที่แตกต่างกันเพื่อพูดคุยกัน
ทีมสามารถอ่านข้อมูลที่มีอยู่ใน qubits ที่เรียกว่าสร้างหน่วยความจำระยะสั้นแบบควอนตัมสำหรับคอมพิวเตอร์ ในขณะที่ความพยายามในอดีตทำให้กลุ่มอนุภาคขนาดใหญ่ในเลเซอร์ ultracold เป็นครั้งแรกที่นักวิจัยสามารถยืนยันได้ว่าพวกเขาอยู่ในเครือข่าย
การศึกษาของพวกเขาซึ่งตีพิมพ์เมื่อวันที่ 10 เมษายนในวารสาร Physics Review X ได้ผลักดันคอมพิวเตอร์ควอนตัมไปสู่ระดับใหม่โดยใกล้ชิดกับสิ่งที่เรียกว่า "ความได้เปรียบเชิงควอนตัม" ที่ซึ่ง qubits มีประสิทธิภาพเหนือกว่าบิต .
จากบิตถึง qubits
การคำนวณแบบดั้งเดิมนั้นใช้ภาษาไบนารีของ 0 และ 1 - ตัวอักษรที่มีเพียงสองตัวอักษรหรือชุดลูกโลกพลิกไปที่ขั้วเหนือหรือขั้วโลกใต้ คอมพิวเตอร์สมัยใหม่ใช้ภาษานี้โดยการส่งหรือหยุดการไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านวงจรโลหะและซิลิคอนสลับขั้วแม่เหล็กหรือใช้กลไกอื่น ๆ ที่มีสถานะ "เปิดหรือปิด" แบบคู่
อย่างไรก็ตามคอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้ภาษาที่แตกต่าง - ด้วย "จดหมาย" จำนวนไม่ จำกัด
ถ้าภาษาฐานสองใช้ขั้วเหนือและใต้ของลูกโลกการคำนวณควอนตัมก็จะใช้จุดทั้งหมดในระหว่างนั้น เป้าหมายของการคำนวณควอนตัมคือการใช้พื้นที่ทั้งหมดระหว่างเสา
แต่ภาษาดังกล่าวสามารถเขียนได้ที่ไหน? ไม่ใช่ว่าคุณจะพบเรื่องควอนตัมได้ที่ร้านฮาร์ดแวร์ ดังนั้นทีมได้ดักจับแคลเซียมไอออนด้วยลำแสงเลเซอร์ โดยการกระตุ้นไอออนเหล่านี้ด้วยพลังงานพวกมันสามารถเคลื่อนย้ายอิเล็กตรอนจากชั้นหนึ่งไปอีกชั้นหนึ่ง
ในวิชาฟิสิกส์ระดับมัธยมอิเล็กตรอนกระเด้งระหว่างสองเลเยอร์เหมือนรถเปลี่ยนเลน แต่ในความเป็นจริงอิเล็กตรอนไม่มีอยู่ในที่เดียวหรือชั้นเดียว - พวกมันมีอยู่หลายแห่งในเวลาเดียวกันเป็นปรากฏการณ์ที่รู้จักกันในชื่อควอนตัม พฤติกรรมควอนตัมแปลก ๆ นี้ให้โอกาสในการคิดค้นภาษาคอมพิวเตอร์ใหม่ - ซึ่งใช้ความเป็นไปได้ที่ไม่มีที่สิ้นสุด ในขณะที่การคำนวณแบบคลาสสิกใช้บิตบิตแคลเซียมไอออนเหล่านี้ในการทับซ้อนกลายเป็นบิตควอนตัมหรือ qubits ในขณะที่งานที่ผ่านมาได้สร้าง qubits เช่นนี้มาก่อนเคล็ดลับในการสร้างคอมพิวเตอร์ก็คือการทำให้ qubits เหล่านี้พูดคุยกัน
“ การมีไอออนของตัวเองทั้งหมดเหล่านี้ด้วยตัวของมันเองไม่ใช่สิ่งที่คุณสนใจจริงๆ” Nicolai Friis ผู้เขียนคนแรกบนกระดาษและนักวิจัยอาวุโสที่สถาบันทัศนศาสตร์ควอนตัมและข้อมูลควอนตัมในเวียนนาบอกกับ Live Science "หากพวกเขาไม่ได้พูดคุยกันสิ่งที่คุณทำได้ก็คือการคำนวณแบบดั้งเดิมที่มีราคาแพงมาก"
บิตการพูดคุย
เพื่อให้ qubits "พูดคุย" ในกรณีนี้อาศัยผลสืบเนื่องที่แปลกประหลาดอื่นของกลศาสตร์ควอนตัมที่เรียกว่าพัวพัน ความยุ่งเหยิงคือเมื่ออนุภาคสอง (หรือมากกว่า) ดูเหมือนว่าจะทำงานในลักษณะที่ประสานกันพึ่งพากันแม้ว่าจะแยกจากกันด้วยระยะทางไกล ผู้เชี่ยวชาญส่วนใหญ่คิดว่าอนุภาคที่เกี่ยวพันจะเป็นกุญแจสำคัญในการคำนวณควอนตัมจากการทดลองในห้องปฏิบัติการไปจนถึงการปฏิวัติคอมพิวเตอร์
"ยี่สิบปีที่ผ่านมาการพัวพันของอนุภาคทั้งสองเป็นเรื่องใหญ่" Rainer Blatt ผู้เขียนร่วมศึกษาศาสตราจารย์ฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยอินส์บรุคในออสเตรียกล่าวกับ Live Science "แต่เมื่อคุณไปและต้องการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมคุณต้องทำงานด้วยไม่ใช่แค่พูดห้า, แปด, 10 หรือ 15 qubits ในที่สุดเราจะต้องทำงานกับ qubits อื่น ๆ อีกมากมาย"
ทีมสามารถดักอนุภาค 20 อนุภาคเข้าด้วยกันในเครือข่ายที่ควบคุมได้ - ยังขาดคอมพิวเตอร์ควอนตัมตัวจริง แต่เป็นเครือข่ายที่ใหญ่ที่สุดจนถึงปัจจุบัน และในขณะที่พวกเขายังคงต้องยืนยันว่าทั้ง 20 คนมีความผูกพันกันอย่างเต็มที่ แต่ก็เป็นก้าวที่มั่นคงสู่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์แห่งอนาคต จนถึงปัจจุบัน qubits ไม่ได้มีประสิทธิภาพเหนือกว่าบิตคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม แต่ Blatt กล่าวว่าช่วงเวลานั้นซึ่งมักจะเรียกว่าข้อดีของควอนตัมกำลังมา
“ คอมพิวเตอร์ควอนตัมไม่เคยแทนที่คอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมมันจะเพิ่มเข้ามา” Blatt กล่าว "สิ่งเหล่านี้สามารถทำได้"
