Ερευνητική ομάδα της Google παρουσίασε το πρωτότυπο παγκόσμιου κβαντικού υπολογιστή. Η συσκευή, που βρίσκεται σε πειραματικό στάδιο, είναι σε θέση να επιλύει ένα ευρύ φάσμα προβλημάτων στους τομείς της χημείας και της φυσικής, ενώ μπορεί να κλιμακωθεί και σε μεγαλύτερα συστήματα.

Οι ερευνητές προσπαθούν να αναπτύξουν ένα μοντέλο παγκόσμιου κβαντικού υπολογιστή, τα τελευταία 30 χρόνια, αλλά οι προσπάθειες προχωρούσαν με αργούς ρυθμούς λόγω της πολυπλοκότητας του εγχειρήματος.

Ένα τέτοιο μοντέλο κβαντικού υπολογιστή εκμεταλλεύεται χαρακτηριστικές ιδιότητες της κβαντομηχανικής για να επεξεργάζεται δεδομένα και να εκτελεί υπολογισμούς.

Η IBM και η D-Wave έχουν αναπτύξει λειτουργικούς κβαντικούς υπολογιστές χρησιμοποιώντας διαφορετικές προσεγγίσεις, ωστόσο τα μηχανήματά τους δεν παρουσιάζουν μεγάλη δυνατότητα κλιμάκωσης στην πληθώρα των κβαντικών bits (qubits) που χρειάζονται για την επίλυση προβλημάτων που οι κλασικοί υπολογιστές είναι αδύνατο να επιλύσουν.

Στην ιστοσελίδα Nature περιγράφεται αναλυτικά ο τρόπος λειτουργίας της συσκευής από επιστήμονες των ερευνητικών εργαστηρίων της Google και φυσικούς του Πανεπιστημίου Σάντα Μπάρμπαρα της Καλιφόρνια.

«Πρόκειται για μια καταπληκτική δουλειά από πολλές απόψεις και είναι γεμάτη με πολύτιμα μαθήματα για την κβαντική κοινότητα», δήλωσε στο Nature ο Daniel Lidar, ειδικός σε θέματα κβαντικής πληροφορικής του Πανεπιστημίου της Νότια Καλιφόρνιας.

Η μία από τις δύο κύριες προσεγγίσεις που συνδυάζει το υπολογιστικό σύστημα, κατασκευάζει τα ψηφιακά κυκλώματα του υπολογιστή χρησιμοποιώντας qubits σε καθορισμένες διατάξεις με στόχο την επίλυση ενός συγκεκριμένου προβλήματος. Η λειτουργία είναι ανάλογη με ένα «χειροποίητο» ψηφιακό κύκλωμα που υπάρχει σε έναν συμβατικό μικροεπεξεργαστή, ο οποίος έχει αναπτυχθεί με τη χρήση των κλασσικών bits.

Η άλλη προσέγγιση ονομάζεται αδιαβατική κβαντική πληροφορική (Adiabatic Quantum Computing – AQC). Στην προκειμένη περίπτωση, ο υπολογιστής κωδικοποιεί ένα συγκεκριμένο πρόβλημα σε μία ομάδα qubits και σταδιακά εξελίσσει και προσαρμόζει την αλληλεπίδραση μεταξύ τους ώστε να «διαμορφώσει» τη συλλογική κβαντική τους κατάσταση και να φτάσει στη λύση. Ως αρχή, περίπου οποιοδήποτε πρόβλημα μπορεί να κωδικοποιηθεί στην ίδια ομάδα qubits.

Αυτή η νέα προσέγγιση θα επιτρέπει σε έναν υπολογιστή να πραγματοποιεί κβαντικές διορθώσεις σφαλμάτων, δήλωσε στο Nature o Lidar. «Στο μέλλον θα είναι δυνατό να κάνουμε προσομοίωση της κβαντικής δυναμικής, η οποία είναι απρόσιτη μέσω του κλασσικού υλικού και θα σηματοδοτήσει την έλευση της κβαντικής υπεροχής», πρόσθεσε.

«Με τη διόρθωση των σφαλμάτων, η προσέγγισή μας μετατρέπεται σε έναν αλγόριθμο γενικής χρήσης που είναι στη θεωρία κλιμακούμενος σε έναν τυχαίο μεγάλο κβαντικό υπολογιστή», δήλωσε ο Alireza Shabani, μέλος της ερευνητικής ομάδας της Google.

Η συσκευή της Google βρίσκεται ακόμα σε πειραματικό στάδιο, αλλά αναμένεται σε διάστημα δύο ετών να είναι πραγματικότητα, όπως υποστηρίζει ο Lidar.