Kvantarvutite argikasutusse jõudmist võib kiirendada vana hea räni ({{commentsTotal}})

Kvantbitte sisaldav ränikiip.
Kvantbitte sisaldav ränikiip. Autor/allikas: Intel

Aastaid inimkonda teeninud räni võiks kasutada ka tavaarvutitest kohati suurusjärkude võrra kiiremate kvantarvutite ehitamiseks, leiavad materjali kasutusvõimalusi põhjalikumalt uurinud füüsikud ja arvutiteadlased

Argikasutuses olevates arvutites tehakse tehteid bittidega, mille väärtus saab olla 1 või 0. Kvantbitid saavad võtta aga lisaks ka kõiki nende vahele jäävaid väärtusi. Pappkarbis olev kass poleks elus ega surnud, vaid samaaegselt osaliselt elus ja osaliselt surnud. Taoline superpositsioon võimaldab teha arvutusi määratu paralleelsusastmega.

Iga lisanduv kvantbitt kasvatab spetsiaalselt selleks loodud algoritme kasutades tulemuseni jõudmiseks tarvilike sammude arvu hüppeliselt. Juba 50 kvantbitti kasutava kvantarvuti jõudlus võrreldav umbes 1 000 000 000 000 000 transitoriga klassikalise arvutiga.

Vähemalt teoorias saaks selliste kvantarvutite valmistamiseks kasutada räni. Sama ainet, mis on tavaarvutite peamiseks komponendiks. Liiatigi nõuaks räni juurde jäämine ettevõtetelt vähem lisainvesteeringuid. Arvutikiipide tootmiseks tarvilik taristu oleks osaliselt juba olemas. Sellegipoolest on materjal olnud suhteliselt ebapopulaarne. Loodud kvantbitte oli ränis raske kontrollida. Head ettekujutust pole ka sellest, kui kerge on lisada arvutisüsteemile täiendavaid kvantbitte.

Hägusele tulevikule vaatamata on üritanud teiste seas ränist kasu lõigata näiteks elektroonikahiid Intel. Nende nägemuses kasutatakse elektronide spinnina tuntud omaduse kontrollimiseks mikrolaineid. Sarnaselt tillukesele magnetile saab see osutada „üles“ ja „alla“, räni aatomite põimimisel ka kõigi nende vahele jäävates suundades. Lõpptulemusena saabki luua omavahel põimitud kvantbitte.

Hollandis asuva Delfti ülikooli ja USA Winsconsin-Madisoni ülikooli teadlased on leidnud nüüd võimaluse teha seda varasemast tõhusamalt. Näitkatsetes õnnestus neil jooksutada kahest kvantbitist koosneval süsteemil paari erinevat kvantalgoritmi. Muu hulgas programmi, millega saab leida mahukatest andmebaasist parasjagu tarvilikku infot.

Töörühma sõnul põhines edusamm väikeste täienduste summal. Muu hulgas õnnestus neil paremini kalibreerida arvutuste tegemiseks kasutatavaid loogikaväravaid. Töörühma hinnangul võimaldab loodud süsteem paigutada kvantbitte üksteise lähistele varasemast tihedamalt. Seda kergem on neil mõjutada ka nende lähistel asuvaid kvantbitte. See omakorda tähendab suuremat arvutusvõimsust.

Ajakirja Nature samas numbrist leiab teisegi töö, mis aitab ränil põhinevaid kvantarvuteid varasemast konkurentsivõimelisemaks. Princetoni ülikooli ja Saksamaal asuva Konstanzi ülikooli teadlastest koosnev töörühm kirjeldab viisi, kuidas põimida mikrolainetega samasse süsteemi ka üksteisest kaugel asuvaid kvantbitte.

Mõlemad töörühma eestkõnelejad nentisid, et võistlevate suuremõõtmeliste kvantarvutikavanditega konkureerimiseks on vaja teha veel palju tööd. Samas on ränil põhinevatel kvantarvutitel juba praegu mitu eelist. Kvantbitid jäävad omavahel põimituks pikemat aega. Teisisõnu saab kasutada neid tehete tegemiseks pikemat aega.

Lisaks ei pea see toimuma sedavõrd madalal temperatuuril, kui kasutades ülijuhtivaid aineid, näiteks alumiiniumi, ja lasereid. Kaugemas tulevikus võib olla võimalik superpositsiooni säilitada arvutuste tegemiseks piisavalt kaua isegi toatemperatuuril. See omakorda lihtsustaks külmutusseadmete puudumise arvelt suuremate süsteemide ehitamist.



ERR kasutab oma veebilehtedel http küpsiseid. Kasutame küpsiseid, et meelde jätta kasutajate eelistused meie sisu lehitsemisel ning kohandada ERRi veebilehti kasutaja huvidele vastavaks. Kolmandad osapooled, nagu sotsiaalmeedia veebilehed, võivad samuti lisada küpsiseid kasutaja brauserisse, kui meie lehtedele on manustatud sisu otse sotsiaalmeediast. Kui jätkate ilma oma lehitsemise seadeid muutmata, tähendab see, et nõustute kõikide ERRi internetilehekülgede küpsiste seadetega.
Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: