Kot Schrödingera, ale w zupełnie nowej roli – nie jako paradoks filozoficzny, lecz kluczowy element rewolucji technologicznej. Brzmi ciekawie? No, to spójrzcie: naukowcy wykorzystali atom antymonu jako podstawę konstrukcyjną dla nowej metody w kontekście obliczeń kwantowych. Jest dokładnie, jak myślicie: atom antymonu jest kotem.
Paradoks kota Schrödingera od dekad "łamie głowy" nie tylko naukowcom. Metaforyczny kot ma w tym przypadku — jak wspomnieliśmy — formę atomu antymonu, pierwiastka o ciekawych właściwościach. Antymon wyróżnia się ciężkim jądrem atomowym, co daje mu aż osiem kierunków spinu. Standardowe kubity mają jedynie dwa stany kwantowe – „górę” i „dół”.
Owa rozbudowana struktura spinu sprawia, że antymonowy kot ma więcej... "żyć". Potrzeba siedmiu kolejnych błędów, aby doprowadzić do zamiany kodów logicznych z 0 na 1. W tradycyjnych komputerach kwantowych wystarczy pojedynczy błąd, aby informacja została utracona, a to warunkowało ogromną podatność na zakłócenia z zewnątrz.
Ale już naprawdę przełomowe jest osadzenie antymonowego kota w krzemowym chipie kwantowym. Ów chip, który wygląda niemal jak element klasycznego komputera, umożliwia precyzyjne kontrolowanie stanu kwantowego pojedynczego atomu. Zastosowanie krzemu otwiera drzwi do korzystnego dla nas skalowania technologii. Wykorzystamy tym samym dobrze znane procesy produkcyjne stosowane w dzisiejszej elektronice i — jeżeli wszystko pójdzie dobrze — obniżymy ceny stworzenia komputerów kwantowych.
Atomy antymonu zostały wprowadzone do chipów przez badaczy z University of Melbourne, a współpracownicy z Sandia National Laboratories oraz NASA Ames pomogli w analizie i modelowaniu stanów. Tutaj mamy przykład doskonałej współpracy międzynarodowej — to w dzisiejszych czasach wcale nie jest takie oczywiste.
W domu mam psa, ale koty też są okej. Tym bardziej takie, które naprawiają błędy. W tradycyjnych komputerach kwantowych informacja jest niemożliwie wręcz krucha – pojedynczy błąd może zniweczyć cały proces obliczeniowy. Dzięki antymonowi możliwe jest nie tylko wykrywanie błędów, ale również ich szybka korekta. W klasycznej konstrukcji komputera kwantowego nie jest to możliwe — natomiast tutaj odpowiednia reakcja może zostać wprowadzona, zanim dojdzie do "uprawomocnienia się" błędu w obliczeniach.
Dodatkowym atutem jest większa stabilność kodu kwantowego. Osiem stanów spinu daje większy margines błędu, co radykalnie zwiększy niezawodność komputerów kwantowych. Będzie to niezmiernie ważne w kontekście praktycznych zastosowań owych sprzętów, a chodzi o symulacje chemiczne, rozwój leków czy optymalizację procesów logistycznych.
Czytaj również: Kot Schrödingera, czyli przegląd najlepszych kanałów naukowych na YouTube
Na razie mamy do czynienia ze wczesnym etapem błędów — ale i tak jest nieźle. Większa odporność na błędy oraz potencjał skalowalności sprawiają, że nowa metodyka może stać się podstawą kwantowych systemów obliczeniowych. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, to wręcz powinna. Będzie jednak kilka problemów do rozwiązania. Produkcja chipów kwantowych wymaga precyzji na poziomie atomów, a koszt takich projektów jest bardzo wysoki. Niemniej, i tak możemy mówić o sukcesie.
Antymonowy kot Schrödingera to już coś więcej niż metafora – wygląda na to, że poprzez zazębianie się idei oraz rozwój technologiczny, będziemy w stanie popchnąć świat nieco do przodu. Liczy się każdy krok, a tutaj — trzeba powiedzieć wprost — mamy do czynienia z całym skokiem o wiele metrów do przodu.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
