Inženjeri sa Sveučilišta Stanford demonstrirali su novi, jednostavniji dizajn kvantnog računala koji bi moglo pomoći da praktične verzije stroja konačno postanu stvarnost. Njihovo rješenje koristi laser za manipuliranje jednim atomom koji, zauzvrat, može modificirati stanje fotona putem fenomena nazvanog "kvantna teleportacija".

Divovski fotonski krug

Kvantna računala izuzetno su osjetljiva na toplinu i vibracije pa se moraju držati na temperaturama blizu apsolutne nule. Za razliku od prototipa strojeva koje su razvili Google ili IBM, u ovom rješenju jedan atom kvanto se prepliće se s nizom fotona, što omogućuje obradu i pohranu više informacija, ali i rad na sobnoj temperaturi.

Riječ je zapravo o divovskom fotonskom krugu napravljenom pomoću optičkog kabela, razdjelnika snopa, dva optička prekidača i optičkog rezonatora. Oni se koriste za izradu dviju glavnih komponenti stroja: prstena za skladištenje od optičkog kabela i jedinice za raspršivanje.

"S ovim rješenjem treba vam samo nekoliko relativno jednostavnih komponenti, a veličina stroja ne povećava se s veličinom kvantnog programa koji želite pokrenuti", objašnjava Ben Bartlett, glavni autor studije objavljene u časopisu Optica.  

Kvantna superpozicija

Informacije u stroju predstavljene su putem smjera fotona. Jedan smjer predstavlja jedinicu, drugi nulu, a oba u isto vrijeme kroz učinak kvantne superpozicije predstavljaju treće stanje. Sve informacije su kodirane laserom u jedan atom kvantno prepleten s fotonima.

Kako se atom može resetirati i ponovno upotrijebiti, snaga računala može se skalirati jednostavnim dodavanjem fotona u prsten. To eliminira potrebu za izradom nekoliko fizičkih logičkih vrata, čime se smanjuje složenost stroja.

"Mjerenjem stanja atoma, možete teleportirati operacije na fotone", objašnjava Bartlett. "Dakle, treba nam samo jedan atomski kubit koji možemo koristiti kao proxy za neizravno manipuliranje svim ostalim fotonskim kubitima."

Novi sustav može raditi na sobnim temperaturama, a to može pomoći da se dodatno smanji složenost ovih strojeva, kažu na Stanfordu.