Barbara, Borbála
-5 °C
3 °C

Atomregiszter kell a kvantumszámítógépbe

2004.10.11. 13:00
Német tudósok atomfüzérekből hoztak létre olyan memóriaegységet, amelyek nélkül a kvantumszámítógépek aligha működnének. A kutatók szerint az újszerű megoldással sokkal megbízhatóbb kvantumszámítógépek építhetőek, mint bármelyik másik technikával.
A kvantumszámítógépek az anyagok kvantumtulajdonságait használják ki a számítások elvégzéséhez, ezért sokkal nagyobb a kapacitásuk, mint az anyagok elektromos töltöttségét felhasználó számítógépeknek. Az általunk jelenleg használt gépek bitben tárolják az információt, amelynek kétféle állapota van (egyes vagy nulla), ezzel szemben a kvantumszámítógépek qubiteket használnak, amelyek egyszerre többféle állapotban lehetnek, és amelyeken egy időben többb különböző művelet hajtható végre.

Most a bonni egyetem kutatói, Dominik Schrader és kollégái lézersugárban rabul ejtett cézium atomokból megalkották a kvantumszámítógépek legfontosabb memóriaegységét, az úgynevezett regisztert, amellyel már bizonyos alapműveletek - például a bitek állapotának megváltoztatása, összehasonlítása - elvégezhetőek.

Kvantumokat fotóznak

A kutatók mikrohullámú sugárzással adatokat rögzítettek a kvantumregiszterben, mégpedig a cézium atomok körül keringő elektronok kvantumállapotának megváltoztatásával. Az atommag körül keringő elektronok a sugárzás segítségével letéríthetőek két természetes pályájukról, így egy köztes pozícióba, úgynevezett szuperpozícióba kerülnek, és Schrader csoportja rájött, hogy az atomok kvantumállapotát egy szuperérzékeny digitális kamera és egy lézer segítségével megállapíthatják.

A német tudósok szerint az atomokból létehozott kvantumregiszter könnyebben irányítható, mint a többi megoldás. Egyesek például fogva tartott ionokkal próbálkoznak, amelyek azonban természetükből adódóan zavarják egymást, írta a New Scientist.

Fotonokkal beszélgetnek

Persze a fejlesztés következő szakasza minden eddiginél nehezebb feladat elé állítja a tudósokat, akiknek valamilyen logikai műveletet kellene végrehajtaniuk több qubites regiszterekkel, azaz meg kell tenniük a kvantuminformációk feldolgozásának legelső lépéseit. Ahhoz, hogy a számítógép valódi számításokat végezhessen a regiszterekkel, az atomoknak informálniuk kell egymást a kvantumállapotukról. Schrader szerint mindez elérhető, ha az atomokat fotonok kibocsátására veszik rá.

Sean Barrett brit kutató, a Hewlett-Packard munkatársa úgy véli: a legnagyobb problémát az okozza, hogy a kvantumszámítógépek logikai kapuit meg kell védeni a külvilágtól, mert az módosíthatja az atomok kvantumállapotát.