Για πρώτη φορά, οι επιστήμονες έχουν βρει έναν τρόπο να οικοδομήσουν μια κβαντική Fredkin gate. Η κβαντική πληροφορική είναι πλέον πιο προσβάσιμη χάρη σε μια σημαντική ανακάλυψη, στην οποία οι επιστήμονες έχουν αποδείξει ότι το κύριο δομικό στοιχείο μπορεί να συναρμολογηθεί.
Οι κβαντικοί υπολογιστές βασίζονται σε κβαντικά bits ατομικής κλίμακας ή qubits, που μπορεί να αντιπροσωπεύουν τόσο το 0 όσο και το 1 ταυτόχρονα και αναμένεται να φέρουν τεράστια κέρδη σε σχέση με τους παραδοσιακούς υπολογιστές. Η συνειδητοποίηση αυτής της πιθανότητα, ωστόσο, εξαρτάται από την ικανότητα για την κατασκευή κβαντικών κυκλωμάτων εργασίας.
Εδώ είναι που, η πύλη Fredkin, επίσης γνωστή και ως controlled-SWAP gate, έρχεται. Η κβαντική έκδοση της κλασσικής πύλη Fredkin ανταλλάσσει δύο qubits, ανάλογα με την αξία του τρίτου. Θα μπορούσε να είναι ένα βασικό συστατικό του κβαντικού κυκλώματος, αλλά λόγω της πολυπλοκότητας, κανείς δεν έχει καταφέρει να δημιουργήσει ένα στον πραγματικό κόσμο – μέχρι τώρα.
Ενώ η Fredkin gate συνήθως απαιτεί ένα κύκλωμα πέντε λογικών πράξεων, οι ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Griffith και το Πανεπιστήμιο του Queensland χρησιμοποίησαν την κβαντική εμπλοκή των σωματιδίων του φωτός για να εφαρμόσουν άμεσα τη λειτουργία της ελεγχόμενης SWAP.
“Παρόμοια με τη δημιουργία ενός τεράστιου τείχους από πολλά μικρά τούβλα, τα μεγάλα κβαντικά κυκλώματα απαιτούν πάρα πολλές λογικές πύλες για να λειτουργήσουν”, εξήγησε ο Raj Patel, ένας ερευνητής στο Center for Quantum Dynamics του Griffith. “Ωστόσο, εάν χρησιμοποιούνται μεγαλύτερα τούβλα, ο ίδιος τοίχος θα μπορούσε να κατασκευαστεί με πολύ λιγότερα τούβλα.”
Ουσιαστικά, οι επιστήμονες απέδειξαν πώς να δημιουργήσει κανείς μεγάλα κβαντικά κυκλώματα απευθείας, χωρίς να χρειάζεται να χρησιμοποιεί πολλές μικρές λογικές πύλες. Αυτό, με τη σειρά του, βάζει τους πραγματικούς κβαντικούς υπολογιστές σε μια μικρότερη εμβέλεια.
Επιστήμονες στο National High Magnetic Field Laboratory (MagLab) του Florida State University ανέφεραν πρόσφατα μια σημαντική ανακάλυψη με μια παρόμοια υπόσχεση ελαχιστοποιώντας την ευαισθησία των qubits σε μαγνητικές διαταραχές.
Η νέα έρευνα δημοσιεύθηκε την περασμένη εβδομάδα στο Science Advances.
