21.02.2012 11:53
Kvantarvuti hakkab ilmet võtma
Tänaste kõige turvalisemate koodide lahtimurdmiseks oleks
vaja poolt Euroopat katvat arvutifarmi, millel kuluks selleks kümmekond aastat.
Tulevikus saaks sellega kõigest 16 tunniga hakkama maja suurune kvantarvuti, mille
energiavajadus on võrreldav tänaste superarvutitega, kirjutas
InnovationNewsDaily.
Tänapäeva füüsika üheks alustalaks oleva kvantmehaanika
järgi saavad elementaarosakesed eksisteerida korraga kahes erinevas olekus. Teadlased
on seda osakeste eriskummalist käitumist rakendava kvantarvuti loomisest veel
aastakümnete kaugusel.
Samas on jõutud punkti, kus hakkab tekkima ettekujutus,
milline see välja näha võiks. "Alguses pidasime me selle ülesande
lahendamist hullumeelseks, nüüd oleme me jõudnud punkti, kus ma pean seda
lihtsalt väga raskeks," selgitas California ülikooli füüsik John Martinis.
Kvantarvutid ei asenda tulevikus laua- ja sülearvuteid,
vaid neist on abi koodide lahtimurdmisel, milleks tuleb kasutada keerulisi
matemaatilisi probleeme. Samuti saab nende abil paremini simuleerida
kvantmehaanika seaduspärasusi, mis tunduvad olevat vastuolus klassikaliste
füüsikareeglitega.
California tehnoloogiainstituudi füüsiku John Preskilli
sõnul võib kvantmehaanika parem mõistmine viia ka uute materjalide
väljatöötamise või konkreetsete ülesannete täitmiseks mõeldud molekulide
loomiseni.
"Hetkel ei näe me ette, et kvantarvutitega hakatakse
saatma ja töötlema e-kirju," selgitas Preskill. "Teisalt võib olla
kõvasti lööki kvantmängudel. See võib
mõjutada inimeste elusid seninägematul viisil."
Esmalt peavad teadlased välja mõtlema, kuidas ehitada
stabiilset kvantarvutit, milles oleks vangistatud elektronid või teised
kvantosakesed, mis tähistaks oma erinevates olekutes numbriliselt
informatsiooni põhiühikuid bitte. Sellised osakesed suudavad salvestada
tavapärasest rohkem informatsiooni, sest superpositsiooniprintsiibist
tulenevalt saavad need eksisteerida samaaegselt erinevates olekutes.
Osakestele annab eelise ka kvantpõimitus - kurioosne
nähtus, mida Albert Einstein nimetas "tontlikuks sündmuseks
kauguses". See võimaldab hoida kaht osakest ühenduses ka siis, kui need
paiknevad galaktika erinevates otstes.
Samal ajal peavad sellised osakesed jääma isoleerituks,
et välised jõud ei mõjutaks nende põimolekut. Igasugused muutused nende olekus
võivad viia kvantseoste katkemise ja arvutusvigadeni, mida tuleb pidevalt
kontrollida ning parandada.
Osa laboreid on alustanud kvantarvutile aluse panemist
kahe või nelja kvantosakese vangistamisega. Teised jällegi toetavad
teoreetilisemat ideed luua näiteks galliumarseniidile põhinev nn topoloogiline
kvantarvuti, mis oleks stabiilsema struktuuriga (vältimaks välismõjudest
tingitud vigu).
"Me ei tea täpselt, kuidas riistvara välja nägema
hakkab, arendustöö käib mitmes erinevas suunas," täpsustas Preskill.