Kvantni računalnik - tehnologija prihodnosti

Kvantni računalnik je nekaj nerealnega in oddaljenega, kot gost iz prihodnosti. Od časa do časa so zapiski o znanstveniki in njihovi skromni dosežki na področju kvantne fizike, vendar je prezgodaj praznovati zmago, saj v tej znanstveni panogi še vedno obstaja veliko belih madežev. Morda v nekaj desetletjih bodo kvantni računalniki v celoti nadomestili navadne računalnike, ki so običajni za nas, in jih prehitevamo v duševnem razvoju in jih pustimo daleč zadaj, danes pa lahko le upamo.

Znanstveniki so že uspeli razviti kvantno uro, ki presega točnost trenutnega merilnega časa za 100.000 krat, zato je zelo verjetno, da bo prišlo do preboj na področju računalniških tehnologij kmalu. Danes je velik razvoj dogodkov v razvoju kvantnih računalnikov. Ne tako dolgo nazaj so štiri skupine znanstvenikov iz Italije, Velike Britanije, Avstrije in Avstralije samostojno ustvarile najpreprostejši model kvantnega računalnika, prilagojenega omejenim kvantnim računanjem.

Kvantni računalnik lahko reši problem vseh sodobnih računalniških tehnologij. Sedaj lahko kodirate samo eno od vrednosti - nič ali eno, vendar foton hkrati lahko nosi obe vrednosti za navpično in vodoravno polarizacijo. Najnovejši sistemi bodo lahko izvedli vse izračune hkrati, in ne izmenično, kot to storijo klasični računalniki.

Sodoben kvantni računalnik, oziroma njegov primitivni model, izgleda kot mreža optičnih poti na mikročipu z več vhodi in izhodi. V labirintu se pričnejo posamezni fotoni, pri vsakem križišču pa skozi sistem zrcalnega snopa. V tej fazi se fotoni odražajo ali prenesejo. Izkazalo se je, da medtem ko foton doseže izhod iz labirinta, se bo trikrat zrušil s cepilnikom.

Kvantna narava je zelo zapletena, zato je skoraj nemogoče narediti pravilen izračun, ki prikazuje, kje se bo foton natanko pojavil. To ni enostavno, tudi če se v labirint lansira samo en foton. In če je naloga zapletiti in zagnati več delcev, v labirintu pa povečati število poti, potem pa bo napoved zelo težko. Model, ki so ga izumili znanstveniki, ni nič drugega kot stalna matrika, utelešenje matematične funkcije.

Na sodobnem računalniku lahko simulirate rešitev problema, vendar le pod pogojem, da več delcev potuje skozi labirint in majhno. Če so pogoji zapleteni, na primer za povečanje števila fotonov ali poti v labirintu, potem tudi najmočnejša tehnika ne more izvesti izračunov .

Kvantni računalnik, ki so ga ustvarili znanstveniki, lahko izračuna samo stalno matriko, za bolj zapletene in raznolike naloge pa ne ustreza. Toda to je le prvi korak k izumu tehnologije prihodnosti. Naloga raziskovalcev je bila demonstracija možnosti uporabe fotonskih naprav, ki se lahko spoprimejo z nalogo. Raziskava je bila briljantna, zato je zelo verjetno, da bodo v bližnji prihodnosti nove naprave, ki temeljijo na tej tehnologiji, popolnoma nadomestile sodobne računalnike.