Kvanttitietotekniikan vaihtoehdot

Nanobitteja-sivuston uusin katsausartikkeli käsittelee kvanttitietokoneita.

Sellaisen toteuttamista on odoteltu jo pitkään. Erilaisia kvanttitietotekniikan vaatimia osasia on kokeiltu kvanttimaisia määriä ja toivoa sopii, että joku tai jotkut niistä romahtavat reaalisiksi toimintatavoiksi.

Alan kaupallisena pioneerina toimiva D-Wave ajaa kvanttilaskelmia jo tuhannella kubitilla mutta toisaalla jo kahdellakin kubitilla on tehty kvanttimekaanisia laskelmia.

Piitekniikka houkuttelee myös kvanttitietokoneiden kehittäjiä ja sen avulla onkin toteutettu monia aiheen vaatimia osakokonaisuuksia. Uusin saavutus on Harvard Universityn ja Sandia Labsin tutkijoiden luoma kvanttisilta, jonka kautta voi liittää kvanttilaskimia yhteen. Ehkä alan ensimmäinen hyödyllinen ei olekaan jättimäinen tietokone vaan pienistä yhteen koottu klusteri arvioivat Sandian tutkijat.

Tutkijat istuttivat piiatomeja tarkasti tiettyihin paikkoihin timanttia. Näin he korvasivat timantissa olevan hiiliatomin suuremmalla piiatomilla, mikä saa kummallakin puolella piiatomia olevat hiiliatomit vetäytymään. Tämä jättää piiatomille tilaa puskuroida lähialueiden ei-johtavista vakansseista syntyviä hajavirtoja.

Vaikka piiatomit on upotettu kiinteään, ne käyttäytyvät ikään kuin kelluisivat kaasussa, ja siksi niiden elektronien reagointia kvanttiärsykkeille ei varjosta ei-toivotut vuorovaikutukset muiden aineiden kanssa.

Kun laserilla generoidut fotonit pumppaavat piin elektronit korkeampaan energiatilaan niin palatessaan ne tuottavat kvantisoituja fotoneja, jotka kantavat informaatiota aallon taajuuden, intensiteetin ja polarisaation avulla.

Artikkeli esittelee myös millainen on Aalto-yliopiston tutkijoiden kehittämän menetelmän, jossa fyysisiä kvanttibittejä ei enää tarvita.

Bristolin yliopisto Bristolin yliopisto puolestaan pitää yllä "Quantum in the Cloud" -palvelua, jonka avulla aiheesta kiinnostuneet voivat löytää kvanttibittien maailman.