Într-o utilizare revoluționară a teleportării, cercetătorii au reușit să distribuie unități critice ale unui procesor cuantic pe mai multe computere, fără a compromite performanța acestora. Experimentul, desfășurat la Universitatea Oxford, a demonstrat potențialul scalării tehnologiei cuantice prin teleportarea stărilor cuantice pe un viitor „internet” de sisteme interconectate.
Deși transferul a avut loc pe o distanță de doar doi metri, succesul acestui test este un pas semnificativ către dezvoltarea calculului cuantic distribuit.
Cum funcționează teleportarea între computere cuantice?
Teleportarea este un fenomen bizar al fizicii cuantice, unde obiectele nu au stări fixe, ci există într-o superpoziție de caracteristici posibile până când sunt măsurate. Printr-un proces numit entanglement (inseparabilitate cuantică), stările a două particule devin interdependente, permițând transferul instantaneu de informație.
Astfel, prin alegerea atentă a măsurătorilor efectuate asupra unui obiect, este posibil să se forțeze un alt obiect entangled, aflat la distanță, să adopte identitatea cuantică a primului, distrugând în același timp originalul.
Deși acest proces nu permite teleportarea fizică a materiei, așa cum vedem în filmele SF, el este ideal pentru schimbul rapid de informații esențiale în computația cuantică.
„Demonstrațiile anterioare ale teleportării cuantice s-au concentrat pe transferul de stări cuantice între sisteme separate fizic. În cercetarea noastră, folosim teleportarea cuantică pentru a crea interacțiuni între aceste sisteme îndepărtate.”, a explicat Dougal Main, fizician la Universitatea Oxford și autor principal al studiului.[sursa]
O nouă frontieră în calculul cuantic
Spre deosebire de computerele clasice, care procesează informația în biți binari (0 și 1), computerele cuantice folosesc qubiți – unități de informație care pot exista simultan într-o combinație de stări. Acestea sunt reprezentate prin caracteristici cuantice ale unor particule, cum ar fi atomi încărcați.
Pentru ca procesul să devină practic, sute sau chiar mii de astfel de particule trebuie să fie interconectate într-o stare de entanglement, menținându-și coerența cuantică. Orice interacțiune nedorită cu mediul extern ar putea perturba acest echilibru și compromite calculele.
Noua demonstrație de teleportare cuantică reprezintă un pas important spre realizarea unui procesor cuantic modular, deschizând calea către o rețea globală de calculatoare cuantice interconectate.
Scalarea tehnologiei cuantice la nivel practic este o provocare majoră. Stările cuantice sunt extrem de fragile și trebuie păstrate suficient de mult timp pentru a putea fi măsurate, ceea ce necesită mecanisme sofisticate de corectare a erorilor sau ecranare împotriva factorilor perturbatori.
O alternativă promițătoare este interconectarea mai multor procesoare mai mici într-o rețea, creând astfel un supercomputer cuantic modular. Totuși, transmiterea informațiilor cuantice sub formă de unde luminoase prezintă un risc major: orice interferență poate compromite ireversibil starea cuantică, făcând această metodă impracticabilă.[sursa]
Teleportarea cuantică: soluția pentru rețele interconectate
Teleportarea cuantică oferă o cale mai fiabilă, permițând transferul precis al stărilor cuantice fără riscul degradării. Procesul presupune utilizarea măsurătorilor transmise în mod tradițional – prin date binare sigure. Odată recepționate, acestea permit reconfigurarea particulei entangled astfel încât să reproducă fidel originalul.
În experimentul desfășurat la Universitatea Oxford, teleportarea stării de spin a unei particule a atins o potrivire de 86% cu originalul. Acest nivel de fidelitate a fost suficient pentru ca sistemul să funcționeze drept poartă logică într-o operațiune simplă bazată pe algoritmul lui Grover, care a fost executat cu o eficiență de 71% pe cele două procesoare cuantice interconectate.
„Prin interconectarea modulelor folosind legături fotonice, sistemul nostru câștigă o flexibilitate valoroasă, permițând modulelor să fie actualizate sau schimbate fără a perturba întreaga arhitectură.”, a explicat Dougal Main, fizician la Universitatea Oxford.
Această capacitate de reconfigurare dinamică ar putea revoluționa computația cuantică, permițând crearea unor rețele flexibile, adaptabile și capabile să exploreze legile fundamentale ale fizicii la un nivel fără precedent.
Abonaţi-vă la newsletter folosind butonul de mai jos, pentru a primi - periodic şi gratuit - o notificare pe adresa de email atunci când publicăm articole interesante:
